變頻器的原理框圖如圖1 所示。
1.電流實(shí)際值檢測
電流檢測電路采用單相電源供電，87c196mc 的a/d 端口高速采樣交流電流通過傅里葉分析確定電流的各次諧波分量，并通過求累計(jì)平均值的方法計(jì)算各次諧波分量的有效值。電流實(shí)際值檢測電路圖如圖2 所示。
電流實(shí)際檢測主要用于輸出電壓的修正，以及過電流、過載保護(hù)。
輸出電壓的修正分兩部分：第一部分用i·r 補(bǔ)償環(huán)節(jié)來改變輸出電壓us 的大小；第二部分用電流限制調(diào)節(jié)器改變輸出電壓us的大小。過電流、過載保護(hù)功能是為了保證變頻器在異常工作情況下（如短路、過載等），不損壞變頻器輸出電流。當(dāng)進(jìn)行過電流過載計(jì)算后，若判斷為過電流、過載，則立即發(fā)出封鎖觸發(fā)脈沖指令，迅速停止pwm 逆變器工作。
3.變頻器過熱檢測
變頻器功率開關(guān)管通/斷時(shí)，造成功率開關(guān)器件的發(fā)熱，這是功率開關(guān)器件損壞的主要原因之一。當(dāng)檢測到變頻器溫度過高時(shí)，封鎖功率開關(guān)器件，進(jìn)行停機(jī)保護(hù)。溫度檢測電路如圖源所示。
圖4 中，r+和r-分別接熱電偶的兩端。
4.外部接點(diǎn)信號(hào)輸入檢測
可通過外部接點(diǎn)信號(hào)輸入進(jìn)行開、停機(jī)控制，外部接點(diǎn)信號(hào)輸入電路如圖緣所示。
5.過電壓保護(hù)電路
過電壓保護(hù)電路如圖6所示。由于本系統(tǒng)的spwm 逆變器不能向電網(wǎng)回饋能量，當(dāng)電動(dòng)機(jī)突然停車時(shí)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能將轉(zhuǎn)化為電能向直流側(cè)電容c 充電，引起泵升電壓。為了限制和消除泵升電壓，保護(hù)功率器件，設(shè)置過電壓保護(hù)電路是必要的。在圖6 中，當(dāng)電壓升高超過設(shè)定值后，穩(wěn)壓管vs 擊穿，使大功率器件vt 導(dǎo)通，電阻r 與地接通，電容c 中多余的能量將在電阻r 上發(fā)熱釋放掉，使直流環(huán)節(jié)的電壓保持在基準(zhǔn)值之下。
6.過電流保護(hù)電路
過電流保護(hù)電路如圖7所示。過電流保護(hù)通過檢測逆變器直流電路中的電流id，將檢測信號(hào)回饋給控制系統(tǒng)，當(dāng)電流超過限定值時(shí)，會(huì)立即自動(dòng)封鎖6 路觸發(fā)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)。圖7 中的r 為取樣電阻，lm319 為電壓比較器，rp 為電流整定電位器，vl為過電流發(fā)光二極管。當(dāng)出現(xiàn)過電流時(shí)，a 點(diǎn)為高電平，自動(dòng)封鎖sle4520 的輸出端，保護(hù)主電路。
7.過溫保護(hù)電路
在變頻器工作過程中，功率器件會(huì)發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成器件的損壞。過溫保護(hù)電路如圖8 所示。
電路的核心是一個(gè)電位比較器，溫度檢測元件采用熱敏電阻并將其裝在功率器件的散熱器上。當(dāng)溫度升高時(shí)，比較器輸出翻轉(zhuǎn)為低電平。這個(gè)信號(hào)將立即申請(qǐng)中斷，中斷服務(wù)程序?qū)⑼瓿捎|發(fā)脈沖的封鎖或停機(jī)等功能，實(shí)現(xiàn)保護(hù)。
8.電子熱過載斷電器
通過設(shè)定該項(xiàng)功能有效和具體的保護(hù)值后，當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過電流或過載時(shí)，就能避免變頻器和電動(dòng)機(jī)的損壞。因電動(dòng)機(jī)的過載倍數(shù)比較大，故該值一般均設(shè)定為變頻器額定值的105%，但當(dāng)變頻器和電動(dòng)機(jī)容量不匹配時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)定，如圖9 所示。