變頻器基本介紹,什么是變頻器

變頻器的英文譯名是VFD（Variable-frequency Drive），這可能是現代科技由中文反向譯為英文的為數不多實例之一。（但VFD也可解釋為Vacuum fluorescent display，真空熒光管，故這種譯法并不常用）。變頻器是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源的頻率和幅度的方式來控制交流電動機的電力傳動元件。變頻器在中、韓等亞洲地區受日本廠商影響而曾被稱作VVVF（Variable Voltage Variable Frequency Inverter）。

變頻器的簡介

　簡單的來說變頻器就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。它通過對電網進行回饋實現節能。我們都知道電機工作的工作方式有兩種：電動和制動。在電機進行制動的時候，它相當于是一臺發電機，變頻器通過將電機制動狀態下發出的電能回饋給電網進行利用而實現節能。雖然說單個一臺電機進行能量的回饋對節能的貢獻很小，但是在工廠中工作的電機往往數量很多，功率很大，這樣，把這些電機制動轉臺的電能都收集起來回饋給電網再進行利用，就能夠節約很多的能源。

變頻器工作原理

主電路是給異步電動機提供調壓調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: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）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。

　?。?）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，根據指令和運算可使電動機按指令速度運轉。

　?。?）保護電路:檢測主電路的電壓、電流等，當發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。

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，使得復雜的調速控制簡單化，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，使傳動技術發展到新階段。

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。