通用变频器的主电路一般都是电压型交-直-交如图1所示。逆变元件现在一般都用IGBT、IPM，GTR已是淘汰产品。成都佳灵电气制造公司的JP6C-T9型容量从0.75~75kW逆变元件为IPM，75~280kW逆变元件为IGBT。这两种元件是世界上生产变频器最先进的元件，与传统的双极性GTR相比，其特点是IGBT具有MOSFET高输入阻抗、高速特性同时也具有GTR大电流密度的特点；IGBT为电压驱动，而GTR为电流驱动。IGBT驱动电流在100nA量级可控制几十安培电流输出，直流电源增益达108~109，几乎不消耗功率，驱动电路简单、效率高，因此功耗很小，变频器散热片面积比GTR小1/3，变频器外形尺寸小；IGBT的开关速度比GTR快，开关时间为10~100ns量级，GTR则以µs计，以至达到几十微妙，因此IGBT有较高的工作频率，用IGBT生产出来的变频器人们听到的噪声几乎没有，与GTR相比降低了20dB，可与电动机直接用工频电源驱动噪声相比，如图2所示。由于工作频率高，输出电流波形为一条圆滑的正弦波形；IGBT有正的电阻高温系数，具有良好的热稳定性，对过电流有自限流作用，多只同样管子的并联有自均流作用，这些都是GTR难以办到的；安全工作区大，具有高度线性化的跨导。为此在变频器逆变元件用IGBT逐步代替GTR是必然的趋势，JP6C-T9型用这样的逆变元件制造大容量的变频器可以说是世界上第一流的。

图1  通用变频器原理图

图2 噪声特性

IPM是智能化的IGBT，把IGBT功率元件的电路与驱动电路和保护电路集成在一个芯片上的模块，过去成千个元件组成的各种电路而现在是一个芯片，可靠性就大为增加，其失效率把几千个元件失效率变为1个，把可靠性提高到原分立元件的几千倍，同时减少了大量焊点，系统的可靠性就更高了。因此JP6C-T9型MTBF可达到高可靠、长寿命的要求，变频器外形尺寸小。

二、 先进的控制技术、矢量控制

1.转速与转矩特性   采用不同控制方式，转速与转矩特性是不一样的，如采取U/f控制其特性如图3所示。它的调速范围较窄，在低速时运行转差率较大，特性较软。采用矢量控制，其特性如图4所示。使用无速度传感器矢量控制变频器驱动通用电动机时，也能保证在整个频率范围内实现精确的转矩控制，在1Hz时，也有150%以上的高起动转矩，可在3：1的转速范围内(16~50Hz)以100%转矩连续运行，转速调整率为±1%。

图3  U/f控制速度与转矩特性

图4  矢量控制转矩特性

图5  速度响应特性

2.快速响应功能   变频器采用了单片机控制，特别是采用了高速数字信号处理器(DSP)，其计算速度快，转速调整响应快，因此在提升设备中应用，对防止“滑落”很有效。

转矩响应速度为0.1s，如图5所示。

3.AVR功能保证了高起动转矩的实现   当线电压下降时，使用AVR(自动电压调整)功能，可以维持高起动转矩。如图6所示。

图6  AVR功能

4.电动机参数自动调整功能   变频器与电动机参数调整的步骤自动进行，从而简便了使用操作，因此可以更有效也更易于实现强力运行。

标准电动机参数已由工厂制定，对一些特殊电动机自动调整功能无法提供满意的精确度，在这种情况下，实际的电动机参数可以由编程器输入。

5.模糊逻辑加、减速功能   此功能根据电动机负载和制动要求自动地计算出最佳加速/减速时间，这就省掉了试机并避免了出错，如图7所示。负载固定时在某一电压下电动机的电流达最小。当电流最小时，功率最小，自动追踪功率最小的电压。

图7 模糊逻辑加-减速跟踪

6.降低能源消耗，自动节能运行功能   变频器会自动地选择操作参数，使电动机在满足负载转矩要求的情况下以最小电流运行，这就使之与传统变频器相比，更能降低能源消耗。此功能对应用于像风机和水泵等低转矩要求的负载是非常有效的。

7.多段转速功能   内装速度设定和定时器设定功能，因而能进行7段转速特性曲线运转（能选择连续、继续、保持最终值），对各种速度，都用任意加速时间、旋转方向、运转时间，如图8所示。

图8 多速度功能

8.内装PI或PID调节功能。

9.由于采用SVPWM控制和高工作频率的IGBT、IPM，其输出电流波形大为改善，而且消耗电流大为降低，与一般的SPWM控制比较如图9所示。

图9 JP6C-T9型SVPWM与传统SPWM的消耗电流比较（参考用）

注：电流有效值：使用一般表的读数，并非依实际值计算。