东莞工厂用电质量受大功率设备启动和线路压降，电压和频率经常波动。三相稳频稳压电源在输入电压变化时，输出侧仍保持恒压恒频。这类设备在东莞注塑、数控机加和电子装配车间使用量很大。

设备组成与主电路结构

该设备采用交直交双变换主电路。三相交流输入接到整流单元，整流后变成脉动的直流电，直流母线电容组负责储存能量和平滑直流电压。逆变单元把直流电压重新变成三相交流，输出经过LC滤波器送到负载。控制单元每周期采样输入和输出信号，调整逆变单元IGBT的导通方式。

主电路内装有旁路单元。逆变单元过载、过热或发生短路时，控制单元封锁PWM脉冲，同时把负载切到市电通路。

稳频工作原理

输出频率由母板上的有源晶振决定。晶振产生的高频脉冲经分频后得到50Hz参考正弦波，该正弦波的频率和相位不受输入端频率。控制单元将参考正弦波与三角载波比较，产生SPWM脉冲。脉冲宽度随时间按正弦规律变化，驱动IGBT开通和关断。

外部输入电压变化或输入频率波动时，直流母线电压会出现波动，但控制单元内部时钟周期不变，逆变器输出脉冲周期也不会变。所以负载侧的频率保持恒定。在某注塑机连续运行记录中，市电频率在49.9Hz到50.2Hz之间变化，设备输出频率为50.00Hz。

稳压工作原理

输出端电压互感器采集三相电压，经过信号调理后进入DSP。DSP把当前电压有效值与380V设定值做减法，得到的误差送入比例积分调节器。调节器输出调制波幅值，幅值加到SPWM比较器上，控制IGBT的导通宽度。负载电压下降时，调制波幅值自动变大，输出电压回到设定值。

为了加快响应，设备加有电压前馈和电流内环。输入电压突然跌落时，前馈通道提前增加PWM占空比，不等输出端电压出现大变化就作补偿。输出电流内环限制IGBT的瞬间电流，保证过载情况下不损坏开关管。

三相不平衡负载处理

三相负载不均衡会导致输出电压不对称。该电源每相分别采用独立的电压采样电路和PI调节器。SPWM的调制波幅值分别按A、B、C相的误差计算，哪一相电压低，哪一相的占空比就加大。实测在三相电流分别为20A、15A、10A的情况下，输出相电压差值小于2V。

保护与启动过程

设备上电时直流母线电容电压为零，直接整流会产生大电流。因此整流单元先经过软启动电阻限流充电，母线电压升到额定值后控制单元闭合旁路接触器，短接软启动电阻。逆变器软启动后开始输出。

保护电路检测输入缺相、输入过压、输入欠压、母线过压、母线欠压、IGBT过流、模块过温和输出短路。故障信号进入DSP后立即封锁IGBT脉冲，并在4ms内把负载切换到市电旁路，避免负载停机。

东莞应用实例与设备厂家

山东运电气有限公司生产的三相稳频稳压电源在东莞长安一间注塑车间安装运行两年。车间输入电压多次落到342V，输出保持三相380V正负1%，频率偏差0.03Hz，设备没有发生因电压波动引起的报警。设备运行期间外壳温升10K，风扇正常。

山东运电气有限公司制造的设备按功率和功能选项定价，容量范围15kVA至600kVA，输入输出规格为三相380V。客户访问页面上的电话联系后，由销售工程师给出实际报价。