在探讨三相异步电动机的运行特性时，我们需要关注其转速计算公式。该公式揭示了电机转速与多种因素之间的关系，并为我们理解变频器的工作原理奠定了基础。
基于上述公式，我们可以明确变频器实现电机调速的主要途径包括：变频调速、变极调速以及变转差率调速。其中，变频调速因其能够实现无级调节的特性而备受青睐。变频器作为实现变频调速的核心设备，其基本功能在于利用电力电子器件的开关特性，将工频交流电转换为频率可调的交流电，从而驱动交流电机达到理想的调速效果。除了核心的调速功能外，变频器还集成了软启动、功率因数校正、过流/过压/过载保护等多种辅助功能。自从变频器技术问世以来，交流调速系统已在很大程度上取代了传统的直流调速系统，成为工业自动化领域的主流选择。
变频器的应用场景十分广泛，根据性能需求可分为通用型变频器、高性能变频器以及高频变频器三大类别。通用型变频器因其性价比高、适用性强等特点，在工业领域得到了广泛应用。本文将重点介绍西门子G120C变频器，详细解析其主电路结构及接线方法。
通用型变频器主电路构成
西门子G120C变频器采用先进的交-直-交控制技术，其工作原理是将三相交流电源首先通过整流环节转换为直流电，然后再通过逆变环节将直流电转换回交流电。相较于传统的交-交控制技术，交-直-交控制技术在频率调节范围、控制复杂度等方面具有显著优势。
通用型变频器的电路系统主要由主电路部分和控制电路部分组成，主电路的结构示意图如下所示。主电路的核心组件包括整流单元、滤波单元、制动单元以及逆变单元。
整流单元通常采用由电力二极管构成的三相桥式不可控整流电路，其作用是将三相交流电转换为直流电。然而，经过整流后的直流电并非理想的恒定直流，而是含有6倍电源频率的脉动成分。如果将这种含有脉动的直流电直接供给逆变单元，将会导致输出交流电也带有波动。为了消除这种波动，必须设置滤波电路对整流后的直流电进行平滑处理。
滤波单元一般由电感器和电容器组合而成，形成LC滤波电路，能够有效吸收直流电中的脉动成分，使其转变为稳定的直流电。对于容量较小的变频器，在特定情况下可以省略电感器，采用简单的电容滤波电路。经过滤波电路处理后的直流电压将变得更加平稳，为逆变器提供高质量的直流电源。
逆变单元是变频器的核心部分，通常采用由6个全控型功率开关器件（如IGBT、GTO、GTR等）组成的三相桥式逆变电路。通过精确控制这些功率开关器件的导通与关断，可以产生任意频率的三相交流电。逆变单元的输出直接决定了变频器的输出特性，因此它是变频器中至关重要的组成部分。
制动回路的主要功能是为抑制直流电路电压的异常上升，并将电机运行过程中产生的再生能量安全地反馈至工频电网。
G120C变频器主电路连接方法
西门子G120C变频器的外观结构如下图所示。该变频器主要由功率模块、控制模块以及操作面板三个核心部件构成。
变频器的接线方式示意图如下所示。图中右侧的①-④分别代表电源端、变频器端、机柜端以及电机端的保护地线。图中左侧展示了功率模块的端子连接器布局，变频器主电路的接线主要包括以下三个方面：电源与功率模块的连接、功率模块与异步电机的连接、功率模块与制动电阻的连接。具体操作时，应将电源电缆连接至功率模块的L1、L2、L3和PE端子，将电机电缆连接至变频器功率模块的U2、V2、W2和PE端子，并将制动电阻连接至变频器DCP\R1、R2端子。完成以上连接后，G120C变频器的主电路接线工作即告完成，为后续变频器的正常运行奠定了坚实基础。