物理學術語，對交流電的頻率進行變換的電路。一般還可同時控制輸出電壓。主要套用於變頻調速裝置、感應加熱裝置、不停電電源等場合，分直接變頻電路、間接變頻電路。
基本介紹
- 中文名：變頻電路
- 外文名：frequency changing circuit
正文,變頻電路,直接變頻電路,間接變頻電路,
正文
變頻電路是對交流電的頻率進行變換的電路，一般還可同時控制輸出電壓。主要套用於變頻調速裝置、感應加熱裝置、不停電電源等場合，分電路、間接變頻電路。
變頻電路
直接變頻電路
直接變頻電路是指不經過任何中間環節，直接將一種頻率的交流電轉變為另一種頻率的交流電的電路。一般還可同時控制輸出電壓。直接變頻電路套用於變頻調速裝置、感應加熱裝置、不停電電源等場合。與間接變頻電路相比，直接變頻電路僅進行一次電能變換，變換效率較高。按變頻電路的輸出頻率和輸入頻率的關係分，可分為直接降頻電路、直接升頻電路和直接升降頻電路。
直接變頻電路又稱周波變流電路。它由兩組反並聯的相控整流電路（正極組和負極組）組成。圖1是三相橋式相控整流器組成的直接降頻電路。正極組和負極組整流器交替地工作，即可輸出一個低頻的交流電壓。直接降頻電路按控制方式可分為定比式周波變流器和連續式周波變流器兩種。①定比式周波變流器它的輸出電壓波形如圖2。電路的輸出頻率與輸入頻率有一定的比例關係，不能連續變化，輸出電壓的低次諧波較大，但控制方式簡單，可用於頻率精度要求不高的場合。②連續式周波變流器 它可連續改變正極組和負極組的觸發滯后角，通過改變觸發滯后角的變化周期改變輸出頻率，改變觸發滯后角改變輸出電壓。它的輸出頻率和電壓都是連續可調的。連續式周波變流器的輸出電壓波形見圖3。為使輸出電壓波形更接近於正弦波，各整流器的觸發滯后角按餘弦規律變化。連續式周波變流器的輸出電壓中包含有分數次諧波。當輸出頻率和輸入頻率之比大於三分之一時，這種分數次諧波會對負載產生惡劣的影響（見高次諧波抑制）。在周波變流器中，同一組中晶閘管換相與相控整流電路的換相相同（見相控整流電路），而在負載電流過零時進行從正極組工作到負極組工作的轉換。轉換的方式有兩種，一種是有環流式，另一種是無環流式。有環流式控制較簡單，但需要在兩組整流電路之間增設限流電抗器限制環流。無環流式控制是按照檢測出的負載電流的正負有選擇地使正極組或負極組中的一組整流器工作，不產生環流。這種方式因無須設定限流電抗器，功率因數和效率都有所提高。但存在負載電流在過零點不連續的缺點。 直接降頻電路主要套用於交流電動機低速傳動。它的優點是圖4無須換相電路；可以由負載向交流電源回饋電能；變流效率較高。缺點是晶閘管用量多，控制電路較複雜；輸出頻率變化範圍較小，一般低於輸入頻率的三分之一。
間接變頻電路
經過兩次以上的變換，將一種頻率的交流電轉變為另一種頻率的交流電的電路。按變換的途徑可分為交流-直流-交流變頻電路和交流-直流-高頻-交流變頻電路。
先用整流器將輸入的交流電轉變為直流電，再用逆變器將直流電轉變為所需頻率的交流電。整流器採用不控整流電路或相控整流電路。在要求變頻器輸出電壓可變,而逆變器又無控制電壓的能力的場合。
先用整流器將輸入的交流電轉變為直流電，再用逆變器將直流電轉變為所需頻率的交流電。整流器採用不控整流電路或相控整流電路。在要求變頻器輸出電壓可變,而逆變器又無控制電壓的能力的場合。
相控整流電路
在逆變器能夠控制輸出電壓的場合，一般採用不控整流電路以降低成本。按換流方式不同，逆變電路可分為電源換流、負載換流和自換流3種。交流-直流-交流變頻電路
電源換流逆變電路
電路中的晶閘管利用電源電壓換流，晶閘管關斷條件好，它構成的變頻器容量可以做得較大。主要套用於線繞式異步電動機串級調速，高壓直流輸電，大電網的聯接。
負載換流逆變電路
電路中的晶閘管利用負載電壓換流。主要用於同步電動機調速和感應加熱裝置中。用於同步電動機調速的變頻電路輸出頻率不高，一般在幾赫到幾十赫範圍，可以採用普通晶閘管作為逆變器的開關元件，成本較低。在啟動時，同步電動機反電動勢為零，晶閘管不能利用負載電壓換流，常採用電源換流或輔助強迫換流。用於感應加熱的變頻電路的輸出頻率較高，一般在幾百赫到幾萬赫的範圍。它的逆變電路種類很多，有並聯逆變電路、串聯逆變電路、串並聯逆變電路、倍頻式逆變電路和時間分割式逆變電路。並聯逆變電路負載適應性強，適用於熔煉和透熱。串聯逆變電路可以在逆變器內部調節輸出電壓，啟動比較方便，適用於淬火和釺焊。串並聯逆變電路、倍頻式逆變電路和時間分割式逆變電路適用於輸出頻率較高的套用場合。
自換流逆變電路
主要用於異步電動機變頻調速和恆壓恆頻裝置中。逆變器中的晶閘管需要專門的輔助換流電路換流，電路較複雜。為了簡化電路，在中、小功率的自換流逆變電路中常採用功率電晶體等自關斷元件。在簡單的控制下，自換流逆變電路本身不能控制輸出電壓，當採用脈衝寬度控制時，自換流逆變電路不但能控制輸出電壓，還能改善輸出電壓的波形。
整流器將輸入交流電轉變為直流電，逆變器再將直流電轉變成高頻交流-直流-交流變頻電路 交流電，經變壓器隔離後用直接式降頻器再將高頻交流電轉變為所需頻率的交流電。一般逆變器輸出的頻率大於2萬赫,變壓器的體積小，重量輕且無噪聲。這種變頻電路適用於多路輸出，且要求各路輸出電壓互相隔離，又要求變換器體積小、重量輕的場合。
電源換流逆變電路
電路中的晶閘管利用電源電壓換流，晶閘管關斷條件好，它構成的變頻器容量可以做得較大。主要套用於線繞式異步電動機串級調速，高壓直流輸電，大電網的聯接。
負載換流逆變電路
電路中的晶閘管利用負載電壓換流。主要用於同步電動機調速和感應加熱裝置中。用於同步電動機調速的變頻電路輸出頻率不高，一般在幾赫到幾十赫範圍，可以採用普通晶閘管作為逆變器的開關元件，成本較低。在啟動時，同步電動機反電動勢為零，晶閘管不能利用負載電壓換流，常採用電源換流或輔助強迫換流。用於感應加熱的變頻電路的輸出頻率較高，一般在幾百赫到幾萬赫的範圍。它的逆變電路種類很多，有並聯逆變電路、串聯逆變電路、串並聯逆變電路、倍頻式逆變電路和時間分割式逆變電路。並聯逆變電路負載適應性強，適用於熔煉和透熱。串聯逆變電路可以在逆變器內部調節輸出電壓，啟動比較方便，適用於淬火和釺焊。串並聯逆變電路、倍頻式逆變電路和時間分割式逆變電路適用於輸出頻率較高的套用場合。
自換流逆變電路
主要用於異步電動機變頻調速和恆壓恆頻裝置中。逆變器中的晶閘管需要專門的輔助換流電路換流，電路較複雜。為了簡化電路，在中、小功率的自換流逆變電路中常採用功率電晶體等自關斷元件。在簡單的控制下，自換流逆變電路本身不能控制輸出電壓，當採用脈衝寬度控制時，自換流逆變電路不但能控制輸出電壓，還能改善輸出電壓的波形。
整流器將輸入交流電轉變為直流電，逆變器再將直流電轉變成高頻交流-直流-交流變頻電路 交流電，經變壓器隔離後用直接式降頻器再將高頻交流電轉變為所需頻率的交流電。一般逆變器輸出的頻率大於2萬赫,變壓器的體積小，重量輕且無噪聲。這種變頻電路適用於多路輸出，且要求各路輸出電壓互相隔離，又要求變換器體積小、重量輕的場合。
