[科普中国]-平波回路

平波回路是变频器的基本组成部分。平波回路和整流器、逆变器、控制回路、异步电动机、泵或风机共同构成变频器。

变频器组成变频器由主电路、控制电路组成。相关结构如图1所示。

主电路

主电路是给负载提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类，即电压型和电流型。微波炉的变频器如图2所示。

(1)电压型：是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。

(2)电流型：是将电流源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电感。它由三部分构成：将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。1

整流器它是使用多个二极管的变流器，它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以进行再生运转。1

平波回路概念在整流器整流后的直流电压中，含有电源6倍频率的脉动电压，此外，逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动，采用电感和电容吸收脉动电压(电流)。装置容量小时，如果电源和主电路构成器件有余量，可以省去电感采用简单的平波回路。1

逆变器与整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到三相交流输出。1

变频调速大型变频器一般有交-直-交变频器和交-交变频器两类。交-直-交变频器是先将交流电通过整流器整流成直流电，然后再把直流电变换成频率可调的交流电。交-交变频器是将交流电直接变成频率可调的交流电。两类变频器中，交一直一交变频器目前应用广泛。

图3所示为交-直-交变频器的基本组成部件。整流器一般使用大功率二极管组成三相桥式电路，它将恒压、恒频的交流电变换成直流电，供给逆变器。与整流器相反，逆变器将直流电变换为可变压、变频的交流电。经整流器整流后的直流电压中含有脉动成分，同时逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。所以，为了抑制电压的波动，采用电感或电容吸收脉动电压(电流)。达到滤波的作用。为此目的，设置了平波电路。2

控制回路的作用是控制可调频率的变化。

交-直-交变频器根据平波电路中滤波的方式不同，又可分为电流型变频器和电压型变频器。电流型变频器采用大电感器滤波，经逆变器输出的电压波形接近于正弦波，而电流波形为矩形波或阶梯形波。电压型变频器采用大电容器滤波。经逆变器输出的交流电压为矩形波，而电流波形接近于正弦波。电流型变频器适用于单机拖动，频繁加、减速情况下运行。泵与风机变速调节的变频装置．大多选用电流型变频器。2

水泵采用变频速率调节在这种控制方式下，城市自来水以常压进入建筑物储水池，从储水池直接用水泵(受变频控制)将水压向建筑物或建筑群的各用户点。此水泵应按各用户点用水量的大小自动调节，相应的，由动机廊自动减载或加载。通常采用变频调速实现此控制。

整个变频调速系统如图4所示。工作原理图如图5所示。

变频器的基本构成如图6所示。

其中平波回路(中间直流环节)，由于逆变器的负载为异步电动机，属于感性负载，所以无论电动机处于电动状态还是发电状态，在中间直流环节和电动机之间总会有无功功率的交换，这种无功能量就要靠中间直流环节的储能元件——电容器或电感器——来缓冲，所以中间直流环节实际上相当于中间直流储能环节。3

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学