大多數(shù)工業(yè)變頻器是將工頻交流電源變換為頻率和電壓可調(diào)的交流電源，實現(xiàn)交流電動機調(diào)速的電氣裝置，已廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。因此，變頻器的應(yīng)用知識已是機電工程技術(shù)人員必備的技能之一。

變頻器采用高性能U/f控制和矢量控制技術(shù)，提供低速大扭矩輸出，具有良好的動態(tài)特性和超過載能力，創(chuàng)新的內(nèi)部互聯(lián)功能具有無與倫比的靈活性。變頻器可以在默認的出廠設(shè)置狀態(tài)下工作，它是一種理想的變頻驅(qū)動裝置，用于向大量簡單的電機變速驅(qū)動系統(tǒng)供電。用戶可以根據(jù)需要設(shè)置相關(guān)參數(shù)，充分利用變頻器全面完善的控制功能，為需要多功能的復(fù)雜電機控制系統(tǒng)服務(wù)。

變頻器的概念

變頻器是將工頻交流電源變換為頻率和電壓可調(diào)的三相交流電源的電氣裝置，用以驅(qū)動交流異步電動機實現(xiàn)變頻調(diào)速，如圖1所示。

圖1

根據(jù)交流異步電動機的轉(zhuǎn)速表達式：

圖2

1、電動機變頻傳動

（1）利用變頻器可實現(xiàn)交流電動機調(diào)速。因為變頻器可以被視為一種頻率可調(diào)的交流電源，對于現(xiàn)有恒速運行的電機，只需將變頻器及其相應(yīng)的設(shè)備連接到電源和電機之間，即可實現(xiàn)電機的調(diào)速控制，而不需要對電機及其系統(tǒng)進行設(shè)備改造。

（2）有較大的調(diào)速范圍，調(diào)速精度高。普通變頻器的速度控制范圍可達1:10，而高性能矢量變頻器的速度控制范圍可達1:1000。此外，采用矢量控制方式的變頻器對感應(yīng)電機進行調(diào)速控制，還可以對電機的輸出轉(zhuǎn)矩進行控制。

（3）減少了電動機的起動電流。當(dāng)電機直接起動時，工頻電機的起動電流為額定電流的4-7倍，這將極大地增加電機線圈的電應(yīng)力，產(chǎn)生熱量，從而縮短電機的使用壽命。當(dāng)變頻器進行調(diào)速時，可以由零轉(zhuǎn)速啟動零電壓，按照斜坡函數(shù)規(guī)律進行加速，從而限制了電機的啟動電流。

（4）高轉(zhuǎn)速、高電壓、大電流的控制；現(xiàn)在，高頻變頻器的輸出頻率可達到3000 KHz，用該高速變頻器驅(qū)動二極異步電動機可獲得180000轉(zhuǎn)/分的高轉(zhuǎn)速。伴隨著變頻技術(shù)的不斷發(fā)展，高頻變頻器的輸出頻率也在不斷提高，變頻器的高速驅(qū)動是其調(diào)速控制的一大優(yōu)點。

2、節(jié)能

采用變頻調(diào)速，風(fēng)機、水泵等負載，可達到10%-30%的節(jié)能率，最高可達60%。因為風(fēng)機、泵類負荷的實際消耗功率近似與三次方的轉(zhuǎn)速成正比。近幾十年來，節(jié)能型變頻器的應(yīng)用發(fā)展很快，據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計，我國已實施變頻改造的風(fēng)機、泵類的負裁容量僅占總?cè)萘康?%左右，仍有很大的改造空間。在這方面，風(fēng)機、泵等負裁采用變頻調(diào)速，可節(jié)省大量電能，且投資可在較短的時間內(nèi)收回，因此其應(yīng)用最為廣泛。應(yīng)用比較成功的有恒壓供水，各種類型的風(fēng)機，中央空調(diào)，液壓泵變頻調(diào)速。

3、精度控制

隨著控制技術(shù)的發(fā)展，變頻器除了基本的調(diào)速控制外，還增加了多種運算及智能控制功能，其輸出精度在0.1%-0.01%之間。該轉(zhuǎn)換器還設(shè)有完善的檢測、保護環(huán)節(jié)，因而在印刷、電梯、紡織、機床、生產(chǎn)線上的速度控制等自動化系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。

4、提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量

變頻器還廣泛應(yīng)用于輸送、提升、擠壓、機床等各種機械設(shè)備的控制領(lǐng)域，可以提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量，降低設(shè)備的沖擊和噪音，延長設(shè)備的使用壽命。這些機器經(jīng)過變頻控制后，可以簡化機械設(shè)備，操作和控制更加人性化，其中一些可以改變原有的工藝規(guī)范，從而提高整個設(shè)備的功能。

5、新能源發(fā)電

著風(fēng)力發(fā)電機功率的增加，風(fēng)力發(fā)電機的葉片已經(jīng)重達幾噸或幾十噸。操縱這么巨大的轉(zhuǎn)動慣量體，要跟上風(fēng)速變化以響應(yīng)速度要求，是相當(dāng)困難的。近年來，變槳距風(fēng)力發(fā)電機已經(jīng)投入運行，一方面通過變槳距控制葉片角度，另一方面通過風(fēng)機變頻器控制發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流來控制其轉(zhuǎn)速。變槳控制是一個比較慢的過程，其動作時間以秒為單位計算，對于風(fēng)速和功率輸出變化快的情況并不理想，而變頻器控制發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流頻率的動作時間在毫秒級以下。

因此，當(dāng)高頻風(fēng)速變化時，發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流頻率通過大功率重載變頻器的瞬時變化可以保證發(fā)電機組能夠跟上風(fēng)速的頻繁變化，使發(fā)電機組的功率輸出穩(wěn)定，減少對電網(wǎng)的不利影響，同時降低變槳機構(gòu)的工作頻率，延長變槳機構(gòu)的使用壽命。