15.电压型变频器和电流型变频器主电路有哪几种主要形式？

电压型变频器和电流型变频器主电路的结构因使用的换流器件不同而有多种形式，图1-7给出了几种常用的最新电路。

电压型变频器的特点是将直流电压源转换为交流电源。在电压型变频器中，整流电路产生逆变器所需要的直流电压，并通过直流中间电路的电容进行滤波后输出。整流电路和直流中间电路起直流电压源的作用，而电压源输出的直流电压在逆变器中被转换为具有所需频率的交流电压。在电压型变频器中，由于能量回馈通路是中间直流电路的电容器，并使直流电压上升，因此需要设置专用直流单元控制电路，以利于能量回馈和防止换流器件因电压过高而被破坏。有时还需要在电源侧设置交流电抗器，以抑制输入谐波电流的影响。通用变频器主回路基本结构大多数采用如图1-7（a）所示的结构，即由二极管整流器、中间直流电路与PWM逆变器3部分组成。采用这种电路的通用变频器的成本较低，易于普及应用，但存在再生能量回馈和输入电源产生谐波电流的问题。如果需要将制动时的再生能量回馈给电源，并降低输入谐波电流，则采用如图1-7（b）所示的带PWM变换电路的主电路。由于用IGBT代替二极管整流器组成三相桥式电路，因此，可让输入电流变成正弦波，同时功率因数也可以保持为1。这种PWM变换控制变频器不仅可以降低谐波电流，而且还可以将再生能量高效率地回馈给电源。日本富士公司最近采用的新技术是一种称为三相-三相环形直流变换的主电路，如图1-7（c）所示。三相-三相环形直流变换主电路采用了直流缓冲器（RCD缓冲器、C缓冲器），使输入电流与输出电压可分开控制，不仅可以解决再生能量回馈和输入电源产生谐波电流的问题，而且还可以提高输入电源的功率因数，减少直流部分的元件，实现轻量化。这种电路是以直流钳位式双向开关回路为基础的，因此可直接对输入电源的电压、电流及输出电压进行控制。

另外，新型单相变频器的主电路如图1-7（d）所示，该电路与原来的全控桥式PWM逆变器的功能相同，电源电流呈现正弦波，并可以进行电源再生回馈，具有高功率因数变换的优点。该电路的一个特点是单相电源的一端接在变换器上下电桥的中点上，另一端接在被变频器驱动的三相异步电动机定子绕组的中点上，因此，它将单相电源电流当做三相异步电动机的零线电流提供给直流回路；另一个特点是可以利用三相异步电动机上的漏抗代替开关用的电抗器，使电路实现低成本与小型化，这种电路也广泛适用于家用电器的变频电路。

电流型变频器的特点是将直流电流源转换为交流电源。其中，整流电路给出直流电源，并通过中间直流电路的电抗器进行电流滤波后输出，如图1-7（e）所示。整流器和中间直流电路起电流源的作用，而电流源输出的直流电流在逆变器中被转换为具有所需频率的交流电源，并被分配给各输出相后提供给异步电动机。在电流型变频器中，异步电动机定子电压的控制是通过检测电压后对电流进行控制的方式实现的。对于电流型变频器来说，在异步电动机进行制动的过程中，可以通过将中间直流电路的电压反向的方式使整流电路变为逆变电路，并将负载的能量回馈给电源。由于在采用电流控制方式时可以将能量直接回馈给电源，而且在出现负载短路等情况时也容易处理，因此电流型控制方式多用于大容量变频器。

图1-7 电压型和电流型变频器主电路结构