变频电源的工作原理分析

变频电源非常接近理想交流电源，具有频率稳定、电压稳定、内阻等于零、电压波形为纯正弦波（无失真）的突出特点。故众多发达国家将变频电源用作标准供电电源，为用电器提供最优良的供电环境。自改革开放以来，变频电源主要从日本和台湾引入大陆，并迅速进入各个领域，成为一个新兴发展的领域，并对中国工业电气化发展产生重要的影响。下面我们来对变频电源工作原理做详细的介绍。

一、变频电源工作原理

变频电源的整个电路由交流→直流→交流→滤波（即AC→DC→AC→滤波）等部分构成,具体步骤是首先把220v的交流电用整流桥变成直流电，然后再用逆变桥把直流电变成交流电，在逆变过程中逆变出的交流电的频率是可以控制的，因此它输出的电压和电流波形均为纯正的正弦波,非常接近理想的交流供电电源。可以输出世界任何国家的电网电压和频率。有别于变频器。

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。可分为交——交变频器，交——直——交变频器。交——交变频器可直接把交流电变成频率和电压都可变的交流电；交——直——交变频器则是先把交流电经整流器先整流成直流电，再经过逆变器把这个直流电流变成频率和电压都可变的交流电。

二、变频电源分类原理

变频电源主要有二大种类：电晶体放大型和PWM开关型。DP系列变频电源，以微处理器为核心，以PWM方式制作，正弦脉宽调制等技术，使单机容量可达1000KVA，以隔离变压器输出来增加整机稳定性，具有负载适应性强、输出波形品质好、操作波形好、操作简便、体积小、重量轻等特点，具有短路、过流、过压、过热等保护功能，以保证电源可靠运行。

三、变频电源可带负载种类及容量选择方法

变频电源可以带载各种阻抗特性的负载，包括电感类、电阻类、整流类常见负载，需引起重视的是负载类型不同，所需变频电源的功率容量有很大不同。

1、负载性质的种类：

线性负载非线性负载阻性负载或功率因数已校正负载感性负载容性负载带有电解电容的整流滤波型负载

2、不同负载的主要特性：

负载类型电压与电流相差冲击电流电流失真功率因数有功功率无功功率线性阻性负载及功率因数已校正负载无中等无cosφ=1100%无非线性带有电解电容的整流滤波型负载有高高cosφ≈0.7约70%约30%线性感性负载（电机、空调）有高无cosφ≈0.8约80%20%线性容性负载有高有cosφ＜1有有

3、电源容量选择方法

阻性：电源容量=1.1×负载功率

感性：电源容量=负载启动电流/负载额定电流×负载功率

整流：电源容量=负载电流波峰系数/1.5×负载功率

混合型：请按照不同负载所占比例适当选取

注：对于冰箱、空调之类的感性负载，应按照启动功率来选择电源容量。(启动功率一般为额定功率的5-7倍)

四、三相交流电源IGBTPWM系统结构原理，一般常见结构

1、分离式(独立式)三相交流电源，无电源变压器结构，输入未隔离，输出隔离:

三个独立输出变压器，三组变流器，IGBT使用数量高达12个；

三组变流器亦可共用一组整流器；

三相由完整的单相集成连结而成，可单相使用(使用任意一相)或三相使用；

适用于三相平衡及不平衡(100%不平衡)负载，可依需求制作于一机箱或三机箱结构不一样，成本不一样，性能当然不一样；

2、低成本三相交流电源，无电源变压器结构，输入未隔离，输出隔离:

一个输出变压器三组绕组，一组变流器，IGBT使用数量仅6个；

仅能供三相负载使用(无法各相单独取用)，不适合三相不平衡负载；

此结构仅能制作于一机箱

3、独立式三相交流电源，无输出变压器结构，输入隔离，输出未隔离:

一个电源变压器，三组逆变器，IGBT使用数量12个

三相由完整的单相集成连结而成，可单相使用(使用任意一相)或三相使用

适用于三相平衡及不平衡(100%不平衡)负载，仅能制作于一机箱。

4.变频电源应用目的及领域

由于世界各国电网指标不统一，出口电器厂商需要电源模拟不同国家的电网状况，为工程师在设计开发、生产线测试及品保的产品检测、寿命、过高压/低压模拟测试等应用中提供纯净可靠的、低谐波失真、高稳定的频率和稳压率的正弦波电力输出；进口原装电器、设备的用户也需要对我国电网进行变压、变频以保证进口电器、设备的正常运转；满足特种电子及特种设备高频的需求。

主要用于制造或出口贸易商对出口电器产品的用电检测、调试及用于精密仪器的供电电源。广泛适用于家电制造业、电机、电子制造业、IT产业、电脑设备、实验室等。

家电业制造商如：空调设备、咖啡机、洗衣机、榨汁机、微波炉、收录音机、冰箱、DVD、洗尘器、电动剃须刀等产品的测试电源。

电机、电子业制造商如：交换式电源供应器、变压器、电子安定器、AC风扇、不断电系统、充电器、继电器、压缩机、马达、被动元件等产品的测试电源。

IT产业及电脑设备制造商如：传真机、影印机、碎纸机、印表机、扫描器、烧录机、伺服器、显示器等产品的测试电源。

实验室及测试单位如：交流电源测试、产品寿命及安全测试、电磁相容测试、OQC（FQC）测试、产品测试及研发、研究单位最佳交流电源。

特种/特种单位如：机场地面设施、船舶、航天、特种研究所等的测试电源。

铁路、高速公路：25Hz、静频信号电源。