編輯本段變頻器基礎原理知識

　　1,、什么是變頻器,？^[1]　　變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實現(xiàn)對交流異步電機的軟起動,、變頻調(diào)速,、提高運轉精度,、改變功率因素,、過流/過壓/過載保護等功能。國內(nèi)技術較領先的品牌有匯川,、歐瑞(原煙臺惠豐),、三晶、藍海華騰,。　　2,、PWM和PAM的不同點是什么？　　PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫,，按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度,，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)值方式。　　PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脈沖幅度調(diào)制) 縮寫,，是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖幅度,，以調(diào)節(jié)輸出量值和波形的一種調(diào)制方式。　　3,、電壓型與電流型有什么不同,？

　　　變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容,；電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器,，其直流回路濾波是電感。　　4,、為什么變頻器的電壓與頻率成比例的改變,？

　　任何電動機的電磁轉矩都是電流和磁通相互作用的結果，電流是不允許超過額定值的,，否則將引起電動機的發(fā)熱,。因此，如果磁通減小,，電磁轉矩也必減小,，導致帶載能力降低。　　由公式E=4.44*K*F*N*Φ 可以看出,，在變頻調(diào)速時,，電動機的磁路隨著運行頻率fX是在相當大的范圍內(nèi)變化，它極容易使電動機的磁路嚴重飽和,，導致勵磁電流的波形嚴重畸變,，產(chǎn)生峰值很高的尖峰電流。　　因此,，頻率與電壓要成比例地改變,，即改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓，使電動機的磁通保持一定,，避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生,。這種控制方式多用于風機、泵類節(jié)能型變頻器,。　　5,、電動機使用工頻電源驅動時，電壓下降則電流增加,；對于變頻器驅動,，如果頻率下降時電壓也下降，那么電流是否增加,？　　頻率下降（低速）時,如果輸出相同的功率,則電流增加,但在轉矩一定的條件下,電流幾乎不變,。　　6、采用變頻器運轉時,，電機的起動電流,、起動轉矩怎樣？

　　　采用變頻器運轉,，隨著電機的加速相應提高頻率和電壓,，起動電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機種不同,，為125%~200%)。用工頻電源直接起動時,，起動電流為額定電流6~7倍,，因此，將產(chǎn)生機械電氣上的沖擊,。采用變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長),。起動電流為額定電流的1.2~1.5倍，起動轉矩為70%~120%額定轉矩,；對于帶有轉矩自動增強功能的變頻器,，起動轉矩為100%以上，可以帶全負載起動,。　　7,、V/f模式是什么意思？

　　　頻率下降時電壓V也成比例下降,，這個問題已在回答4說明,。V與f的比例關系是考慮了電機特性而預先決定的，通常在控制器的存儲裝置（ROM）中存有幾種特性,，可以用開關或標度盤進行選擇,。　　8、按比例地改V和f時,，電機的轉矩如何變化,？

　　　頻率下降時完全成比例地降低電壓，那么由于交流阻抗變小而直流電阻不變,，將造成在低速下產(chǎn)生地轉矩有減小的傾向,。因此，在低頻時給定V/f,要使輸出電壓提高一些,以便獲得一定地起動轉矩,這種補償稱增強起動,?？梢圆捎酶鞣N方法實現(xiàn),有自動進行的方法、選擇V/f模式或調(diào)整電位器等方法,。　　9,、在說明書上寫著變速范圍60~6Hz，即10：1,，那么在6Hz以下就沒有輸出功率嗎,？

　　　在6Hz以下仍可輸出功率，但根據(jù)電機溫升和起動轉矩的大小等條件,，最低使用頻率取6Hz左右,，此時電動機可輸出額定轉矩而不會引起嚴重的發(fā)熱問題。變頻器實際輸出頻率（起動頻率）根據(jù)機種為0.5~3Hz。.　　10,、對于一般電機的組合是在60Hz以上也要求轉矩一定,，是否可以？　　通常情況下時不可以的,。在60Hz以上（也有50Hz以上的模式）電壓不變,，大體為恒功率特性,，在 高速下要求相同轉矩時,，必須注意電機與變頻器容量的選擇。　　11,、所謂開環(huán)是什么意思,？

　　　給所使用的電機裝置設速度檢出器（PG），將實際轉速反饋給控制裝置進行控制的,，稱為“閉環(huán) ”,，不用PG運轉的就叫作“開環(huán)”。通用變頻器多為開環(huán)方式,，也有的機種利用選件可進行PG反饋.無速度傳感器閉環(huán)控制方式是根據(jù)建立的數(shù)學模型根據(jù)磁通推算電機的實際速度,，相當于用一個虛擬的速度傳感器形成閉環(huán)控制。　　12,、實際轉速對于給定速度有偏差時如何辦,？

　　　開環(huán)時，變頻器即使輸出給定頻率,，電機在帶負載運行時,，電機的轉速在額定轉差率的范圍內(nèi)（1%~5%）變動。對于要求調(diào)速精度比較高,，即使負載變動也要求在近于給定速度下運轉的場合,，可采用具有PG反饋功能的變頻器（選用件）。　　13,、如果用帶有PG的電機,，進行反饋后速度精度能提高嗎？

　　　具有ＰＧ反饋功能的變頻器,，精度有提高,。但速度精度的值取決于ＰＧ本身的精度和變頻器輸出頻率的分辨率。　　14,、失速防止功能是什么意思,？

　　　如果給定的加速時間過短，變頻器的輸出頻率變化遠遠超過轉速（電角頻率）的變化,，變頻器將因流過過電流而跳閘,，運轉停止，這就叫作失速。為了防止失速使電機繼續(xù)運轉,，就要檢出電流的大小進行頻率控制,。當加速電流過大時適當放慢加速速率。減速時也是如此,。兩者結合起來就是失速功能,。　　15、有加速時間與減速時間可以分別給定的機種,，和加減速時間共同給定的機種,，這有什么意義？　　加減速可以分別給定的機種,，對于短時間加速,、緩慢減速場合，或者對于小型機床需要嚴格給定生產(chǎn)節(jié)拍時間的場合是適宜的,，但對于風機傳動等場合,，加減速時間都較長，加速時間和減速時間可以共同給定,。　　16,、什么是再生制動？

　　　電動機在運轉中如果降低指令頻率,，則電動機變?yōu)楫惒桨l(fā)電機狀態(tài)運行,，作為制動器而工作，這就叫作再生（電氣）制動,。　　17,、是否能得到更大的制動力？　　從電機再生出來的能量貯積在變頻器的濾波電容器中,，由于電容器的容量和耐壓的關系,，通用變頻器的再生制動力約為額定轉矩的10%~20%。如采用選用件制動單元,，可以達到50%~100%,。　　18、請說明變頻器的保護功能?

　　　保護功能可分為以下兩類：　?。?） 檢知異常狀態(tài)后自動地進行修正動作,，如過電流失速防止，再生過電壓失速防止,。　?。?） 檢知異常后封鎖電力半導體器件PWM控制信號，使電機自動停車,。如過電流切斷,、再生過電壓切斷、半導體冷卻風扇過熱和瞬時停電保護等。　　19,、為什么用離合器連續(xù)負載時,，變頻器的保護功能就動作？　　用離合器連接負載時,，在連接的瞬間,，電機從空載狀態(tài)向轉差率大的區(qū)域急劇變化，流過的大電流導致變頻器過電流跳閘,，不能運轉,。　　20、在同一工廠內(nèi)大型電機一起動,，運轉中變頻器就停止,，這是為什么,？

　　　電機起動時將流過和容量相對應的起動電流,，電機定子側的變壓器產(chǎn)生電壓降，電機容量大時此壓降影響也大,，連接在同一變壓器上的變頻器將做出欠壓或瞬停的判斷,，因而有時保護功能（IPE）動作，造成停止運轉,。　　21,、什么是變頻分辨率？有什么意義,？　　對于數(shù)字控制的變頻器,，即使頻率指令為模擬信號，輸出頻率也是有級給定,。這個級差的最小單位就稱為變頻分辨率,。　　變頻分辨率通常取值為0.015~0.5Hz.例如，分辨率為0.5Hz,，那么23Hz的上面可變?yōu)?3.5,、24.0 Hz，因此電機的動作也是有級的跟隨,。這樣對于像連續(xù)卷取控制的用途就造成問題,。在這種情況下，如果分辨率為0.015Hz左右,，對于4級電機1個級差為1r/min 以下,，也可充分適應。另外,，有的機種給定分辨率與輸出分辨率不相同,。　　22、裝設變頻器時安裝方向是否有限制。　　變頻器內(nèi)部和背面的結構考慮了冷卻效果的,，上下的關系對通風也是重要的,，因此，對于單元型在盤內(nèi),、掛在墻上的都取縱向位,，盡可能垂直安裝。　　23,、不采用軟起動,，將電機直接投入到某固定頻率的變頻器時是否可以？

　　　在很低的頻率下是可以的,，但如果給定頻率高則同工頻電源直接起動的條件相近,。將流過大的起動電流（6~7倍額定電流），由于變頻器切斷過電流,，電機不能起動,。　　24、電機超過60Hz運轉時應注意什么問題,？

　　超過60Hz運轉時應注意以下事項：　?。?）機械和裝置在該速下運轉要充分可能（機械強度、噪聲,、振動等）,。　　（2）電機進入恒功率輸出范圍,，其輸出轉矩要能夠維持工作（風機,、泵等軸輸出功率于速度的立方成比例增加，所以轉速少許升高時也要注意）,。　?。?）產(chǎn)生軸承的壽命問題，要充分加以考慮,。　?。?）對于中容量以上的電機特別是2極電機，在60Hz以上運轉時要與廠家仔細商討,。　　25,、變頻器可以傳動齒輪電機嗎？　　根據(jù)減速機的結構和潤滑方式不同,，需要注意若干問題,。在齒輪的結構上通常可考慮70~80Hz為最大極限,，采用油潤滑時,，在低速下連續(xù)運轉關系到齒輪的損壞等,。　　26、變頻器能用來驅動單相電機嗎,？可以使用單相電源嗎,？

　　　基本上不能用。對于調(diào)速器開關起動式的單相電機,，在工作點以下的調(diào)速范圍時將燒毀輔助繞組,；對于電容起動或電容運轉方式的，將誘發(fā)電容器爆炸,。變頻器的電源通常為3相,，但對于小容量的，也有用單相電源運轉的機種,。　　27,、變頻器本身消耗的功率有多少？

　　　它與變頻器的機種,、運行狀態(tài),、使用頻率等有關，但要回答很困難,。不過在60Hz以下的變頻器效率大約為94%~96%,，據(jù)此可推算損耗，但內(nèi)藏再生制動式（FR-K）變頻器,，如果把制動時的損耗也考慮進去，功率消耗將變大,，對于操作盤設計等必須注意,。　　28、為什么不能在6~60Hz全區(qū)域連續(xù)運轉使用,？　　一般電機利用裝在軸上的外扇或轉子端環(huán)上的葉片進行冷卻,，若速度降低則冷卻效果下降，因而不能承受與高速運轉相同的發(fā)熱,，必須降低在低速下的負載轉矩,，或采用容量大的變頻器與電機組合，或采用專用電機,。　　29,、使用帶制動器的電機時應注意什么？　　制動器勵磁回路電源應取自變頻器的輸入側,。如果變頻器正在輸出功率時制動器動作,，將造成過電流切斷。所以要在變頻器停止輸出后再使制動器動作,。　　30,、想用變頻器傳動帶有改善功率因數(shù)用電容器的電機,，電機卻不動，請說明原因,。　　變頻器的電流流入改善功率因數(shù)用的電容器,，由于其充電電流造成變頻器過電流(OCT),所以不能起動，作為對策,，請將電容器拆除后運轉,，甚至改善功率因數(shù)，在變頻器的輸入側接入AC電抗器是有效的,。　　31,、變頻器的壽命有多久？

　　　變頻器雖為靜止裝置,，但也有像濾波電容器,、冷卻風扇那樣的消耗器件，如果對它們進行定期的維護,，可望有10年以上的壽命,。　　32、變頻器內(nèi)藏有冷卻風扇,，風的方向如何,？風扇若是壞了會怎樣？

　　　對于小容量也有無冷卻風扇的機種,。有風扇的機種,，風的方向是從下向上，所以裝設變頻器的地方,，上,、下部不要放置妨礙吸、排氣的機械器材,。還有,，變頻器上方不要放置怕熱的零件等。風扇發(fā)生故障時,，由電扇停止檢測或冷卻風扇上的過熱檢測進行保護　　33,、濾波電容器為消耗品，那么怎樣判斷它的壽命,？　　作為濾波電容器使用的電容器,，其靜電容量隨著時間的推移而緩緩減少，定期地測量靜電容量,，以達到產(chǎn)品額定容量的85%時為基準來判斷壽命,。　　34、裝設變頻器時安裝方向是否有限制,。　　應基本收藏在盤內(nèi),，問題是采用全封閉結構的盤外形尺寸大,，占用空間大，成本比較高,。其措施有：　?。?）盤的設計要針對實際裝置所需要的散熱；　?。?）利用鋁散熱片,、翼片冷卻劑等增加冷卻面積；　?。?）采用熱導管,。　　此外，已開發(fā)出變頻器背面可以外露的型式,。　　35,、想提高原有輸送帶的速度，以80Hz運轉,，變頻器的容量該怎樣選擇,？　　輸送帶消耗的功率與轉速成正比，因此若想以80HZ運行,，變頻器和電機的功率都要按照比例增加為80HZ/50HZ,即提高60%容量,。　　維護和檢查時的注意事項有：　　(1) 在關掉輸入電源后，至少等5分鐘才可以開始檢查（還要正式充電發(fā)光二極管已經(jīng)熄滅）否則會引起觸電,。　　(2) 維修,、檢查和部件更換必須由勝任人員進行。（開始工作前,，取下所有金屬物品（手表,、手鐲等），使用帶絕緣保護的工具）　　(3) 不要擅自改裝頻頻器,，否則易引起觸電和損壞產(chǎn)品。　　(4) 變頻器維修之前,，須確認輸入電壓是否有誤,，將380V電源接入220V級變頻器之中會出現(xiàn)炸機（炸電容、壓敏電阻,、模塊等）,。　　變頻器主要由半導體元件構成，因此,，必須進行日常的檢查,，防止不利的工作環(huán)境，如溫度,、濕度,、粉塵和振動的影響,，并防止因部件使用壽命所引起的其它故障。　　檢查項目：　　(1) 日常檢查：檢查變頻器是否按要求工作,。用電壓表在變頻器工作時,，檢查其輸入和輸出電壓。　　(2) 定期檢查：檢查所有只能當變頻器停機時才能檢查的地方,。　　(3) 部件更換：部件的壽命很大程度上與安裝條件有關,。

編輯本段變頻器工作原理

概述

　　主電路是給異步電動機提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類^[1]:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器,，直流回路的濾波是電容,。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感,。 它由三部分構成,，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動的“平波回路”,，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”,。

整流器

　　最近大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源,。也可用兩組晶體管變流器構成可逆變流器,，由于其功率方向可逆，可以進行再生運轉,。

平波回路

　　在整流器整流后的直流電壓中,，含有電源6倍頻率的脈動電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動電流也使直流電壓變動,。為了抑制電壓波動,，采用電感和電容吸收脈動電壓（電流）。裝置容量小時,，如果電源和主電路構成器件有余量,，可以省去電感采用簡單的平波回路。

逆變器

　　同整流器相反,，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率,，以所確定的時間使6個開關器件導通、關斷就可以得到3相交流輸出,。以電壓型pwm逆變器為例示出開關時間和電壓波形,。　　控制電路是給異步電動機供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號的回路,，它有頻率,、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓,、電流檢測電路”,，電動機的“速度檢測電路”,，將運算電路的控制信號進行放大的“驅動電路”，以及逆變器和電動機的“保護電路”組成,。　?。?）運算電路：將外部的速度、轉矩等指令同檢測電路的電流,、電壓信號進行比較運算,，決定逆變器的輸出電壓、頻率,。　?。?）電壓、電流檢測電路：與主回路電位隔離檢測電壓,、電流等,。　　（3）驅動電路：驅動主電路器件的電路,。它與控制電路隔離使主電路器件導通,、關斷。　?。?）速度檢測電路:以裝在異步電動機軸機上的速度檢測器(tg,、plg等)的信號為速度信號，送入運算回路,，根據(jù)指令和運算可使電動機按指令速度運轉,。　　（5）保護電路:檢測主電路的電壓,、電流等,，當發(fā)生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和異步電動機損壞,，使逆變器停止工作或抑制電壓,、電流值。 ^[2]

編輯本段變頻器的作用

　　變頻器集成了高壓大功率晶體管技術和電子控制技術,，得到廣泛應用。變頻器的作用是改變交流電機供電的頻率和幅值,，因而改變其運動磁場的周期,，達到平滑控制電動機轉速的目的,。變頻器的出現(xiàn)，使得復雜的調(diào)速控制簡單化,，用變頻器+交流鼠籠式感應電動機組合替代了大部分原先只能用直流電機完成的工作,，縮小了體積,，降低了維修率，使傳動技術發(fā)展到新階段,。^[3]

編輯本段變頻器的組成

　　變頻器通常分為4部分：整流單元,、高容量電容、逆變器和控制器,。　　□ 整流單元將工作頻率固定的交流電轉換為直流電,。　　□ 高容量電容存儲轉換后的電能,。　　□ 逆變器由大功率開關晶體管陣列組成電子開關,，將直流電轉化成不同頻率,、寬度、幅度的方波,。　　□ 控制器按設定的程序工作,，控制輸出方波的幅度與脈寬，使疊加為近似正弦波的交流電,，驅動交流電動機。

編輯本段變頻器控制方式

　　低壓通用變頻輸出電壓為380～650V,，輸出功率為0.75～400kW,，工作頻率為0～400Hz，它的主電路都采用交—直—交電路,。其控制方式經(jīng)歷了以下四代,。　　1U/f=C的正弦脈寬調(diào)制(SPWM)控制方式　　其特點是控制電路結構簡單、成本較低,，機械特性硬度也較好,，能夠滿足一般傳動的平滑調(diào)速要求，已在產(chǎn)業(yè)的各個領域得到廣泛應用,。但是,，這種控制方式在低頻時，由于輸出電壓較低,，轉矩受定子電阻壓降的影響比較顯著,，使輸出最大轉矩減小。另外，其機械特性終究沒有直流電動機硬,，動態(tài)轉矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意,，且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會隨負載的變化而變化,，轉矩響應慢,、電機轉矩利用率不高，低速時因定子電阻和逆變器死區(qū)效應的存在而性能下降,，穩(wěn)定性變差等,。因此人們又研究出矢量控制變頻調(diào)速。　　2電壓空間矢量(SVPWM)控制方式　　它是以三相波形整體生成效果為前提,，以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉磁場軌跡為目的,，一次生成三相調(diào)制波形，以內(nèi)切多邊形逼近圓的方式進行控制的,。經(jīng)實踐使用后又有所改進,，即引入頻率補償，能消除速度控制的誤差,；通過反饋估算磁鏈幅值,，消除低速時定子電阻的影響,；將輸出電壓、電流閉環(huán)，以提高動態(tài)的精度和穩(wěn)定度,。但控制電路環(huán)節(jié)較多,，且沒有引入轉矩的調(diào)節(jié),，所以系統(tǒng)性能沒有得到根本改善,。　　矢量控制(VC)方式　　矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動機在三相坐標系下的定子電流Ia、Ib,、Ic,、通過三相－二相變換，等效成兩相靜止坐標系下的交流電流Ia1Ib1,，再通過按轉子磁場定向旋轉變換,，等效成同步旋轉坐標系下的直流電流Im1、It1(Im1相當于直流電動機的勵磁電流,；It1相當于與轉矩成正比的電樞電流),，然后模仿直流電動機的控制方法，求得直流電動機的控制量,，經(jīng)過相應的坐標反變換,，實現(xiàn)對異步電動機的控制。其實質是將交流電動機等效為直流電動機,，分別對速度,，磁場兩個分量進行獨立控制,。通過控制轉子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉矩和磁場兩個分量,，經(jīng)坐標變換，實現(xiàn)正交或解耦控制,。矢量控制方法的提出具有劃時代的意義,。然而在實際應用中，由于轉子磁鏈難以準確觀測,，系統(tǒng)特性受電動機參數(shù)的影響較大,，且在等效直流電動機控制過程中所用矢量旋轉變換較復雜，使得實際的控制效果難以達到理想分析的結果,。　　直接轉矩控制(DTC)方式　　1985年,，德國魯爾大學的DePenbrock教授首次提出了直接轉矩控制變頻技術。該技術在很大程度上解決了上述矢量控制的不足,，并以新穎的控制思想,、簡潔明了的系統(tǒng)結構、優(yōu)良的動靜態(tài)性能得到了迅速發(fā)展,。目前,，該技術已成功地應用在電力機車牽引的大功率交流傳動上。 直接轉矩控制直接在定子坐標系下分析交流電動機的數(shù)學模型,，控制電動機的磁鏈和轉矩,。它不需要將交流電動機等效為直流電動機，因而省去了矢量旋轉變換中的許多復雜計算,；它不需要模仿直流電動機的控制,，也不需要為解耦而簡化交流電動機的數(shù)學模型。　　矩陣式交—交控制方式　　VVVF變頻,、矢量控制變頻,、直接轉矩控制變頻都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點是輸入功率因數(shù)低,，諧波電流大,，直流電路需要大的儲能電容，再生能量又不能反饋回電網(wǎng),，即不能進行四象限運行,。為此，矩陣式交—交變頻應運而生,。由于矩陣式交—交變頻省去了中間直流環(huán)節(jié),，從而省去了體積大、價格貴的電解電容,。它能實現(xiàn)功率因數(shù)為l,，輸入電流為正弦且能四象限運行，系統(tǒng)的功率密度大。該技術目前雖尚未成熟,，但仍吸引著眾多的學者深入研究,。其實質不是間接的控制電流、磁鏈等量,，而是把轉矩直接作為被控制量來實現(xiàn)的,。具體方法是：　　——控制定子磁鏈引入定子磁鏈觀測器，實現(xiàn)無速度傳感器方式,；　　——自動識別(ID)依靠精確的電機數(shù)學模型,，對電機參數(shù)自動識別；　　——算出實際值對應定子阻抗,、互感,、磁飽和因素、慣量等算出實際的轉矩,、定子磁鏈,、轉子速度進行實時控制；　　——實現(xiàn)Band—Band控制按磁鏈和轉矩的Band—Band控制產(chǎn)生PWM信號,，對逆變器開關狀態(tài)進行控制,。　　矩陣式交—交變頻具有快速的轉矩響應(<2ms)，很高的速度精度(±2％,，無PG反饋),，高轉矩精度(<＋3％)；同時還具有較高的起動轉矩及高轉矩精度,，尤其在低速時(包括0速度時),，可輸出150％～200％轉矩。

編輯本段變頻器的歷史

　　變頻技術誕生背景是交流電機無級調(diào)速的廣泛需求,。傳統(tǒng)的直流調(diào)速技術因體積大故障率高而應用受限,。　　□ 20世紀60年代以后，電力電子器件普遍應用了晶閘管及其升級產(chǎn)品,。但其調(diào)速性能遠遠無法滿足需要,。　　□ 20世紀70年代開始，脈寬調(diào)制變壓變頻(PWM－VVVF)調(diào)速的研究得到突破,，20世紀80年代以后微處理器技術的完善使得各種優(yōu)化算法得以容易的實現(xiàn),。　　□ 20世紀80年代中后期，美,、日,、德、英等發(fā)達國家的 VVVF變頻器技術實用化,，商品投入市場,，得到了廣泛應用,。 最早的變頻器可能是日本人買了英國專利研制的。不過美國和德國憑借電子元件生產(chǎn)和電子技術的優(yōu)勢,，高端產(chǎn)品迅速搶占市場,。　　□步入21世紀后，國產(chǎn)變頻器逐步崛起,，現(xiàn)已逐漸搶占高端市場

編輯本段變頻器的分類

按變換的環(huán)節(jié)分類

　?。?）交-直-交變頻器，則是先把工頻交流通過整流器變成直流,，然后再把直流變換成頻率電壓可調(diào)的交流，又稱間接式變頻器,，是目前廣泛應用的通用型變頻器,。　　（2）可分為交-交變頻器,，即將工頻交流直接變換成頻率電壓可調(diào)的交流,，又稱直接式變頻器；

按直流電源性質分類

　?。?）電壓型變頻器　　電壓型變頻器特點是中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件采用大電容,，負載的無功功率將由它來緩沖，直流電壓比較平穩(wěn),，直流電源內(nèi)阻較小,，相當于電壓源，故稱電壓型變頻器,，常選用于負載電壓變化較大的場合,。　　（2）電流型變頻器　　電流型變頻器特點是中間直流環(huán)節(jié)采用大電感作為儲能環(huán)節(jié),，緩沖無功功率,，即扼制電流的變化，使電壓接近正弦波,，由于該直流內(nèi)阻較大,，故稱電流源型變頻器（電流型）。電流型變頻器的特點（優(yōu)點）是能扼制負載電流頻繁而急劇的變化,。常選用于負載電流變化較大的場合,。

按主電路工作方法

　　電壓型變頻器、電流型變頻器

按照工作原理分類

　　可以分為V/f控制變頻器,、轉差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等,；

按照開關方式分類

　　可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器,；

按照用途分類

　　可以分為通用變頻器,、高性能專用變頻器,、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等,。此外,，變頻器還可以按輸出電壓調(diào)節(jié)方式分類，按控制方式分類,，按主開關元器件分類,，按輸入電壓高低分類。

按變頻器調(diào)壓方法

　　PAM變頻器是一種通過改變電壓源Ud 或電流源Id的幅值進行輸出控制的,。　　PWM變頻器方式是在變頻器輸出波形的一個周期產(chǎn)生個 脈沖波個脈沖,，其等值電壓為正弦波，波形較平滑,。

按工作原理分

　　U/f控制變頻器（VVVF控制）,、SF控制變頻器（轉差頻率控制）、VC控制變頻器（Vectory Control 矢量控制)

按國際區(qū)域分類

　　歐國產(chǎn)變頻器,；美變頻器,、日本變頻器、韓國變頻器,、臺灣變頻器,、香港變頻器

按電壓等級分類

　　高壓變頻器、中壓變頻器,、低壓變頻器^[4]

變頻器節(jié)能效果

　　變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風機,、水泵的應用上。為了保證生產(chǎn)的可靠性,，各種生產(chǎn)機械在設計配用動力驅動時,，都留有一定的富余量。當電機不能在滿負荷下運行時,，除達到動力驅動要求外,，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費,。風機,、泵類等設備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來調(diào)節(jié)給風量和給水量,，其輸入功率大,，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中,。當使用變頻調(diào)速時,，如果流量要求減小，通過降低泵或風機的轉速即可滿足要求,。　　由流體力學可知,，P（功率）＝Q（流量）×H（壓力）,，流量Q與轉速N的一次方成正比，壓力H與轉速N的平方成正比,，功率P與轉速N的立方成正比,，如果水泵的效率一定，當要求調(diào)節(jié)流量下降時,，轉速N可成比例的下降,，而此時軸輸出功率P成立方關系下降。即水泵電機的耗電功率與轉速近似成立方比的關系,。所隊當所要求的流量Q減少時,，可調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率使電動機轉速n按比例降低。這時,，電動機的功率P將按三次方關系大幅度地降低,，比調(diào)節(jié)擋板、閥門節(jié)能40％一50％,，從而達到節(jié)電的目的。　　以上海正藝信息科技有限公司生產(chǎn)的變頻器應用到風機水泵型負載的節(jié)能的例子來說：一臺離心泵電機功率為55千瓦,，當轉速下降到原轉速的4/5時,，其耗電量為28.16千瓦，省電48.8％,，當轉速下降到原轉速的l／2時,，其耗電量為6.875千瓦，省電87.5％,。　　2,、功率因數(shù)補償節(jié)能　　無功功率不但增加線損和設備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低導致電網(wǎng)有功功率的降低,，大量的無功電能消耗在線路當中,，設備使用效率低下，浪費嚴重,，使用變頻調(diào)速裝置后,，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，從而減少了無功損耗,，增加了電網(wǎng)的有功功率,。　　3、軟啟動節(jié)能　　電機硬啟動對電網(wǎng)造成嚴重的沖擊,，而且還會對電網(wǎng)容量要求過高,，啟動時產(chǎn)生的大電流和震動時對擋板和閥門的損害極大，對設備,、管路的使用壽命極為不利,。而使用變頻節(jié)能裝置后,，利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，最大值也不超過額定電流,，減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對供電容量的要求,，延長了設備和閥門的使用壽命。節(jié)省了設備的維護費用,。