要想知道西門子MM440變頻器的工作原理，首先我們要清楚一個問題，就是變頻器是做什麼用的？變頻器是用來控制電動機速度的一個器件，它可以實現無極調速，被廣泛用在自動化控制裝置中。那麼變頻器是怎樣進行調速的呢？把這個問題搞清楚也就懂得西門子MM440變頻器的工作原理了。

西門子MM440變頻器的工作原理是這樣的。380VAC的交流電壓經過VUB120-12No1整流三相整流進行整流，然後經過六個容量為560UF耐壓400的電解電容組成濾波電路，把整流之後的脈動直流電轉換成平滑的的直流電，然後再透過變頻器的主電路板發出六路控制脈衝輸給電壓電流放大電路板，變頻器維修界俗稱這塊電路板為驅動電路，驅動電路板將主電路板發出的六路脈衝進行電壓及電流放大後，送給逆變電路板，透過逆變電路板中的IGBT模組6MBI75-120-02把直流電逆變成交流電，在逆變過程中主電路板又對逆變脈衝進行調製，從而實現電壓在0～380V之間可調，頻率在0HZ～50HZ之間可調，透過改變供給電動機的供電電壓及頻率，從而實現電動機無極調速的目的。

三相交流非同步電動機的轉速為n=(1-s)60f/p,其中

f為電動機電源的頻率

p為電動機的磁極對數

s為轉差率

在轉差率變化不大的情況下，改變電動機的電源頻率的時候，轉速也隨著發生正比變化。如果均勻的改變電動機的電源頻率，就可以平滑的改變電動機的轉速。

而變頻器就是利用半導體器件的通斷作用將工頻50Hz的交流電變換成頻率連續可調的交流電的控制裝置。

變頻器按照變換環節可分為交--交變頻器和交--直--交變頻器。交--交變頻器變換效率高，但可調頻率範圍窄。交--直--交變換方式是目前變頻器採用的變頻方式。

我們目前較多使用的變頻器為交--直--交方式的通用變頻器，其結構由主電路和控制電路組成。主電路由整流部分、逆變部分、制動電阻和制動單元部分組成。

工作時先透過整流部分將頻率固定的交流電變換成直流電，再將直流電透過逆變器部分變換為交流電，在直流電變換為交流電的過程中，透過控制電路改變逆變器開關元件的通斷時間，就可改變輸出電壓的頻率，完成變頻。但這樣得到交流電壓是不能直接用於電動機的控制的，實用的變頻器要複雜的多。

變頻器是現在用在工廠上面最常見的電氣裝置，主要用在電機拖動的控制系統上面。

大多數的電機控制系統，比如恆壓供水系統，各種電機控制系統櫃，都採用變頻器來進行拖動。

變頻器主要工作原理其實就是將交流電轉變成直流電，然後再將直流電轉變為交流電，這兩個過程，交流變直流叫做整流，直流變交流叫做逆變，再加上一些穩壓、濾波、檢測電路、保護電路等就組成了變頻器。

整流電流：大量使用的是二極體的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組電晶體變流器構成可逆變流器，由於其功率方向可逆，可以進行再生運轉。

逆變電路：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。

控制電路：是給非同步電動機供電（電壓、頻率可調）的主電路提供控制訊號的迴路，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”，將運算電路的控制訊號進行放大的“驅動電路”，以及逆變器和電動機的“保護電路”組成。

變頻調速的基本原理：

變頻器的功用是將頻率固定的（通常為 50Hz的）交流電（三相或單相）變成頻率連續可調（多數為 0-400Hz）的三相交流電。

電機的轉速公式：n=60f/p （P一定）

根據上述公式，改變頻率f,就能連續的改變電機的轉速n。

變頻器的主要作用：主要用於節能，這個節能也是相對的，如果用在低於工頻，那是能節能的，但是要是一直使用在工頻情況下，對於節能還是差一點，另一個主要作用就是相對於軟啟動的功能，加速及減速都能勻速開始，而且加減速時間都可以設定。

變頻器是一種用於控制電動機轉速的裝置，變頻器調節電動機的轉速是透過改變電機電源電壓的頻率來實現的，電源頻率越大電機的同步轉速就越大。這就是變頻器的終極功能，其實透過名字“變頻器”也可以看出這是一個改變頻率的裝置。

下面僅僅是粗略的簡單介紹一下基本的原理，讓我們有一個大體的概念。

目前一般的變頻器採用交-直-交的拓撲結構，即先將頻率固定的交流市電透過整流橋和平滑電容變成直流電壓。

然後該直流電壓再經過三相逆變橋變成頻率可以變化的三相電壓接到電機上，下圖即三相逆變橋電路。

以上是硬體部分的基本結構，變頻器功能的實現還需要軟體的配合，軟體的一個基本功能是控制三相逆變橋上六個IGBT的通斷。

這裡的核心是各個IGBT何時開通、何時關斷，相應的控制策略比較多也比較複雜，涉及到的東西比較多，如SPWM、SVPWM、向量控制、直接轉矩控制等等。

所以向量控制的思想就是透過一堆複雜的座標變換將三相電機等效為直流電機，以達到穩定的控制性能。

口口木的筆記 2019-3-29

但是發電廠供應的三相交流電源，是相差120°的正弦波，頻率都是50HZ的，在電力電子器件被髮明以前，相改變這個電源頻率，幾乎是不可能完成的事情，所以交流電機發明瞭幾乎接近100年都沒有良好的調速裝置。

後來閘流體，GTR管，IGBT管等大功率器件在上個世紀末相應被髮明瞭，還有微控制器嵌入式技術日益成熟，人們找到了非同步電機調速的基本方法。那就是先把三相交流電壓，經過二極體或者可控矽來整流成為波動的直流電，再利用電容來濾波和穩壓，變成穩定的直流電，利用6個IGBT管來組成逆變回路，微控制器透過PWM斬波的方法，輸出一系列可變脈寬的方波，用來模擬出可變頻率的交流電的等效效果，達到控制電機轉速的目的。

可以想象一下，任何曲線都能用很多條直線段來分段模擬連結，模擬用的直線段越多，曲線就可以被描述得越精確，這個實際是數學上的微積分的理念了。

正弦波雖然看起來很複雜，但是同樣可以用很多個方波來模擬等效它，如果輸出等幅值而寬度可變的方波，而且方波的面積和對應的正弦波面積相等，它的作用會等同於正弦波的工作效果，透過控制工作週期就可以改變輸出電源的頻率，這種就是所謂的PWM控制了，因為IGBT這些開關管可以實現非常高速的開關功能，比如有幾十K的頻率，這樣輸出的方波足夠多，模擬出來的正弦波效果就比較好。

但是電機光改變頻率還不夠的，電壓也要跟著調整，否則可能會讓電機工作不正常，比如嚴重發熱而燒燬等。主要是因為電機的鐵芯是非線性的，要求在電源頻率改變的時候，電壓也要改變，這樣才可以控制主磁通恆定不變。

因為：主磁通≈電機電壓÷（4.44*頻率*電子繞組匝數）

因此要在調頻的時候，讓電機電壓也跟著頻率的變化而變化，這樣主磁通就可以保持不變了，避免磁通飽和或者工作在弱磁狀態。

這種變頻器的內部結構主要分為整流電路——中間電路——逆變電路

他是利用電路先將工頻電源轉換成直流電，再將直流電轉換成頻率可控的交流電，然後提供給用電裝置，透過調節輸出電源的頻率來改變電動機的轉速

工頻交流電經過整流電路轉換成脈動的直流電，直流電再經過中間電路進行濾波平滑，送到逆變電路，與此同時，控制系統產生驅動脈衝，經驅動電路放大後送到逆變電路，逆變電路將直流電轉換成頻率可變的交流電送給用電裝置

他是利用電路直接將工頻電源轉換成頻率可控的交流電，然後提供給用電裝置，透過調節輸出電源的頻率來改變電動機的轉速，交-交變頻器只能將輸入的交流電頻率降低，而工頻電源頻率本來就低，所以交-交變頻器的調速範圍窄，而且他內部需要大量的閘流體等電力原件，體積大，成本高，所以工業上很少使用。

變頻器的工作原理就是將三相380v或者單相220v 50HZ的交流電透過壓敏電阻穩壓保護，透過整流橋轉變為530v左右的直流電，此時的電壓為脈動的直流電。

脈動的直流電再透過限流電阻與繼電器常開觸點並聯後透過兩個均壓電阻與兩個電容並聯。限流電阻是為了防止開機後電容不能突變升壓防止短路燒壞整流器。繼電器常開觸點是為了正常工作室將限流電阻短接。

短接是為了防止限流電阻一直工作消耗電壓能量，均壓電阻是為了使叫個電容上的電壓平衡，防止高壓燒壞電容。

經過電容成為恆定直流。再經過制動迴路，IPM功率模組。功率模組是整合IGBT逆變電路，保護電路。驅動電路，檢測電路。

透過IGBT全控型電子元件控制直流電的開關和方向。同時調節PWM的佔空比，形成可調的頻率。從而改變輸出頻率。改變電機速度。

想知道變頻器的工作原理，首先要知道什麼叫變頻器？變頻器是做什麼用的？然後變頻器的工作原理？

那麼什麼叫變頻器呢？

變頻器（簡稱VFD）是應用變頻技術與微電子技術，透過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制裝置。

簡單的說就改變頻率用的！我們都知道我們中國市電都是單相電220V，50HZ，一根零線一根火線，這個說法大家肯定聽過。工業用電三相380V，50HZ。這裡的50HZ（赫茲），指的就是頻率，變頻器改變的就是這個50HZ。

那麼我們為什麼要改變頻率呢？也就是變頻器是用在哪裡的？

變頻器的功能可以說是應用廣泛，已經深入我們的生活各個方面了。最簡單的的功能可以說是電機的調速和啟動。一個簡單的三相非同步電動機，我們想實現自由調速，想快就快，想慢就慢，裝變頻器就可以實現。還有大型電機的啟動，我們都知道啟動電流是正常執行電流的3倍，為了不燒壞電機，衝擊電網，我們就可以用變頻器實現。

調速和啟動是變頻器的基礎功能，可以延伸各個行業領域，比方說拉絲機專用變頻器，起重機專用變頻器，空壓機專用變頻器，破碎機專用變頻器等等。生活中我們每天做的電梯，就有變頻器控制，小區生活用水現在都是無塔恆壓供水也需要變頻器。

變頻器的工作原理？

簡單的時候，就是交-直-交。變頻器主要採用交—直—交方式（VVVF變頻或向量控制變頻），先把工頻交流電源透過整流器轉換成直流電源，然後再將直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。我們知道F=T/1。頻率和週期互為倒數，我們透過改變逆變模組的開關量，改變週期，就可以得到可以改變的頻率。當然，這只是基本原理。

工作原理：

主電路是給非同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迴路。

一，整流器：

大量使用的是二極體的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組電晶體變流器構成可逆變流器，由於其功率方向可逆，可以進行再生運轉。

二，平波迴路：

在整流器整流後的直流電壓中，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，採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餘量，可以省去電感採用簡單的平波迴路。

三，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。

控制電路是給非同步電動機供電（電壓、頻率可調）的主電路提供控制訊號的迴路，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”，將運算電路的控制訊號進行放大的“驅動電路”，以及逆變器和電動機的“保護電路”組成。

（1）運算電路：將外部的速度、轉矩等指令同檢測電路的電流、電壓訊號進行比較運算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。

（2）電壓、電流檢測電路：與主迴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。

（4）速度檢測電路:以裝在非同步電動機軸機上的速度檢測器(tg、plg等)的訊號為速度訊號，送入運算迴路，根據指令和運算可使電動機按指令速度運轉。

變頻器的工作過程

我在平時工作中會經常接觸到變頻器這種裝置，應該說我對這種裝置還是比較熟悉的。變頻器這種裝置的主要目的是改變電源的頻率，我們知道我們國家使用的不管是220V的市電，還是380V的動力電，它們的頻率都是50HZ。如果電動機接在380V，頻率為50HZ的電壓下那麼電動機的轉速是無法改變的。在有的場合我們會用降壓的方式對電機的轉速進行降速調節，當然這時也可以用變頻器使電源的頻率低於50HZ的，但是在有的場合我們需要使電機的轉速更高一些，這時需要變頻電機進行高速執行，這樣就需要對電源的頻率有要求了，在高速執行時就需要使電源的頻率高於50HZ。在以上各種情況下，我們就需要一種電氣裝置來改變電源的頻率，因此變頻器就運應而生了。

1、變頻器改變頻率的過程

我們所見到的變頻器有三相輸入，也有單相輸入的。不管是單相輸入還是三相輸入，它們進入變頻器都要經過如下的環節，首先第一個環節就是把交流電變成直流電，這一環節主要是由整流二極體組成，變成脈動的直流電後再透過大電容進行濾波，此時如果是三相動力電輸入的，濾波後得出的電壓大約是530V的直流，如果是單相電路輸入，那麼濾波後所得到的直流電壓大約在300V。

第二個環節是如何把得到的直流電透過一定的技術手段再變為三相交流電，變頻器在這個環節裡主要用到了六個大功率絕緣柵電晶體，簡稱IGBT，這六個絕緣電晶體是在控制電路的指揮下以對管的形式輪流導通的，比如下圖的V1管和V6管導通，就有了UV兩相的線電壓、V3管和V2管導通，就形成了VW兩相的線電壓、V5管和V4管導通，就形成了WU兩相的線電壓。

這種導通模式是在控制電路精確指引下形成的，我們通常見到變頻器輸出的波形並不是真正意義上的正弦交流電，而是按照一種脈寬調製PWM的方式，這種方式輸出的波形可以等效成正弦波，因此我們也叫SPWM波形。如下圖所示，這種波形通入到三相非同步電動機後，由於繞組是電感性的，因此就會在電機繞組中形成正弦波形了。

我們控制的時候，只要用引數調節脈寬波形的寬度，因此所等效的三相電的頻率也就會發生改變了，也就輸出了不同的等效電壓，因此電機的轉速就會跟著改變，以上就是變頻器主電路的整個工作流程。當然為了使變頻器具有各種功能，變頻器中還需要有運算電路、檢測電路、驅動電路、保護電路等，這樣就形成了一個完整的變頻器了。

變頻器主要由3大部分電路組成，分別是整流電路，濾波電路以及逆變電路三大部分。下面簡單對這三大部分電路進行介紹。整流電路的主要工作是將輸入的商用交流電整流成脈動電，然後透過濾波電路將整流後的脈動電過濾成直流電壓。直流電壓後續就進入逆變電路，逆變電路將濾波後的直流電按照IGBT通斷進行最後的輸出，而IGBT的通斷是根據pwm波進行控制的。最後變頻器就輸出pwm波形狀的交流電壓。透過對pwm波的控制，就可以控制變頻器的輸出電壓和輸出頻率。但是實際上還有其他部分輔助電路也是必不可少的，如限流電路，制動電路等，最主要的還是前面說的那三大電路構成了變頻器最基本的模型。

變頻器的工作原理是什麼？

答：所謂變頻器是將電壓和頻率（50HZ）不變的工頻電，利用半導體器整流和逆變器技術將它變成可變電壓或頻率的交流電裝置。

對於常用ⅤVⅤF 或SPWM變頻或向量控制變頻器，首先是把50HZ交流電透過三相橋式整流器整流，轉換或直流電源，然後用電容濾波，送入逆變模組ⅠGBT（直流變交流）、制動單元、驅動單元、檢測單元、微處理單元。其中變頻器又可分為電壓型和電流型二種。①電壓型變頻器是將電壓源的直流轉換為交流，它的直流回路中的濾波為電解電容。②電流型變頻器則是將電流源的直流變換為交流，其直流回路濾波是電感。 工業常用的變頻器是在改變輸出頻率的同時，也改變輸出電壓值，這種控制模式最大的優點是保證調頻下降後不使電機發熱燒壞。如果此時僅僅改變頻率電壓不變，特別是0HZ逐升或降速到10HZ左右，會引起電機電流超過額定值發熱燒壞電機。 例如；將變頻電機旋轉速度由60HZ調減到30HZ時，此時變頻器的輸出電壓就會從380V下降到200V左右。

以上個人見解，如有錯誤望閱者批評指正為感。

知足常樂2018.1.26

低壓變頻器一般採用交直流變頻，所謂交直流變頻就是輸入工頻交流電流，經二極體或閘流體整流，整定成直流，直流側包括一些濾波元件，使直流穩定，穩定的直流再經遞變橋L主要有可控電晶體元件，如“IGBT”遞變成交流，透過控制遞變橋內部遞變元件的開通時間來得頻率可變的交流

變頻器的工作原理是什麼？首先上一張變頻器整體結構原理圖：

首先單相或者三相交流電經整流橋整流並經儲能電容整成直流母線電壓，然後經逆變器透過dsp或者MCU控制，最終輸出頻率可控、電壓可控（VVVF）的三相交流電。

實現交流輸出的逆變器的控制方法一般有spwm、三次諧波注入法、空間向量pwm（SVPWM）等，目前最常用的為SVPWM。

逆變器經以上控制方法有序的高速開斷最終直流母線電壓轉變為VVVF三相交流電。

大部分變頻器的控制方式為V/F開環控制。

簡單的回答一下，變頻器工作原理就是一個交-直-交的過程。就是把交流電變成直流電透過IGBT管再變成交流電。我們知道工頻的頻率是不能改變的，直流電的頻率好該變，我們透過改和變頻率的大小來改變電流的大小，進行控制電機的速度。

它的工作流程：我們假定Ａ相Ｂ相Ｃ相中的Ａ相由R端子電流流入D1，D2反相截止，經D1整流後進入IGＢT（V1）的集電極Ｃ極，經IGＢT管的G極推動後由發射極E流出到電動機的繞組到IGBT（V4）的發射極流出經二級管D4到S端流回電網Ｂ相，構成迴路。其他迴路同理不喜勿噴。

變壓器工作原理其實很間單，它是一個電.磁.電的轉換過程。把電變成磁，透過矽鋼片導磁給次級，次級作切割磁力線產生感生交變電流和電壓。如果是降壓變，它的次級圈數一定少於初級圈數，不過電流反而增大了。升壓反之，

1⃣️簡單的說，所謂變頻器就是逆變器的基礎，調節振盪電阻的大小，就能改變輸出的電壓和頻率，比如變頻洗衣機在甩干時從慢速到飛速旋轉就是有一個自動調節振盪電阻的裝置，當電阻小的時候，電壓低但是電流大即慢轉而不省電，當增大電阻值時，振盪頻率高就升壓，由於電流減小才省電，所以變頻器就相當於給逆變器上的振盪電阻變成手調的電位旋鈕一樣的原理，從我組裝的逆變器圖中得到這個啟發。

2⃣️逆變器是用12V電瓶將直流電經三極體振盪由變壓器主副線圈比升壓成220V的方波電源輸出，而變頻器由220V或380V的交流正弦波先進行整流濾波變成平滑的直流，再將直流電經可調電路變成不同振盪頻率交流電。

3⃣️由於變頻器對電壓和頻率產生了改變，只有變頻電機才能耐受高速運轉，所以變頻器輸出電源不適於普通電機，對於無一定基礎知識的人只要瞭解大體的工作原理就行。

虹潤OHR-M34系列智慧頻率轉換器將頻率訊號經隔離整形放大後，變送隔離輸出所需的訊號，也可向現場的一次儀表提供電源迴路。

工作原理

可以把單相或三相交流電變成單相或三相交流電的技術。輸入的交流電源轉換成直流電，經過pwm控制脈寬，輸出週期變化的交流電，頻率從原來的50hz，提高到60hz以上。