變頻器主要在哪個領域應用的比較多呢？
♥變頻器技術廣泛應用於紡織、礦山、造紙、拉絲、機床、包裝、食品、風機、水泵及各種自動化生產裝置的驅動領域。變頻器具有優良的控制特性、保護功能和節電功能。新技術的應用大大提高了生產效率，提高了產品質量，減輕了勞動強度，節約了電能。同時也為電氣工作者設計電氣線路、節能改造、開發新產品等提供了極大的方便。
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成另一頻率電源的電能控制裝置。通俗地說，它是一種能改變施加於交流電動機的電源頻率值和電壓值的調速裝置。變頻調速是以變頻向交流電動機供電，並構成開環或閉環系統。變頻器是把固定電壓、固定頻率的交流電變換為可調電壓、可調頻率的交流電的變換器，逆變器是將固定直流電壓變換成固定或者可調的交流電壓的裝置（DC→AC變換）。將固定直流電壓變換成可調的直流電壓的裝置稱為斬波器（DC→DC變換）。它是三相非同步電動機變頻調速的控制裝置。
交流變頻調速理論誕生於20世紀20年代，60年代後，隨著新型大功率電力電子器件的開發和先進的微處理器的出現，變頻調速技術得到迅速的發展，並最終廣泛應用到實際生產中去。理論上講，交流電動機調整速度方式，只能夠透過改變電動機磁極方式或者改變電動機執行頻率才能改變電動機軸上的轉速。其他方法無法改變電動機轉速。
交流變頻調速傳動克服了直流電動機的缺點(電機結構複雜、 維護保養工作量大等)，發揮了交流電動機本身固有的優點(結構簡單、經久耐用、動態響應好、價廉等)，並很好地解決了交流電 動機調速效能先天不足的問題。可以說，變頻器是當今最先進、最有前途的一種交流電動機調速裝置。
變頻調速裝置能實現軟啟動、軟停車、無級調速以及特殊要求的增、減速特性等，具有顯著的節電效果。它具有過載、過壓、欠 壓、短路、接地等保護功能，具有各種預警、預報資訊和狀態資訊及診斷功能，便於除錯和監控，可用於恆轉矩、平方轉矩和恆功率等各種負載。
變頻器由電力電子半導體器件(如整流模組、GTO門極可關斷閘流體、GTR電力電晶體、IGBT絕緣柵雙極型電晶體、IPM智慧功率模組等)、電子器件(積體電路、開關電源、電阻、電容等)和微處理器(CPU)等組成。其基本構成如圖下1-1所示。
（1）主電路
它給三相非同步交流電動機提供調壓/調頻電源的電力變換部分稱為主電路。主電路包括整流器模組、直流中間電路和逆變器，入圖1-3所示
①整流器→它由全波整流橋組成，其作用是把工頻電源變換成直流電源。變頻器多采用二極體整流器，也採用閘流體整流器。整流器的輸入端接有壓敏電阻網路，保護變頻器免受浪湧過電壓及 大氣過電壓衝擊而損壞。
②直流中間電路→由於逆變器的負載為非同步電動機，屬於感性負載，因此在直流中間電路和電動機之間總會有無功功率交換，這種無功能量要靠直流中間電路的儲能元件——電容器或電感器來緩衝。另外，直流中間電路對整流器的輸出進行濾波，以減小直流電壓或電流的波動。濾波電路又稱平波電路，一般通用變頻器採用電容濾波（平波）電路
在直流電路里設有限流電路(由圖1 - 3中的限流電阻R及開關K構成)，以保護整流橋免受衝擊電流作用而損壞。
設定制動迴路的目的是，當非同步電動機負載在再生制動區域使用時(轉差率為負)，再生能量將儲存在濾波電容器中，從而使直流環節電壓升高。為抑制電壓升高，利用制動迴路中的制動電阻消耗掉直流電路中的再生能量，制動迴路還可以採用可逆整流器把再生能量反饋給電網。
(2)控制電路(主控制電路CPU)
控制電路由運算放太電路，檢測電路，控制訊號的輸人、輸出電路，驅動電路等構成，一般採用微機進行全數字控制，主要靠軟體完成各種功能。
(3)操作顯示電路
這部分電路用於執行操作、引數設定、執行狀態顯示和故障顯示。
(4)保護電路
這部分電路用於變頻器本身保護及電動機保護等。
變頻器的內部結構及外部接線如圖1-4所示。
(1)主控制電路(CPU)
①接收各種訊號
a、在功能預置階段，接收各功能的預置訊號。
b、接收從鍵盤或外接輸入端子輸入的給定訊號。
c、接收從外接輸入端子或通訊介面輸入的控制訊號。
d、接收從檢測電路輸入的檢測訊號。
e、接收從保護電路輸入的保護執行訊號等。
②進行基本運算最主要的運算包括:
a、進行向量控制運算或其他必要的運算。
b、實時地計算出SPWM波形各切換點的時刻。
a、輸出至逆變管模組的驅動電路，使逆變管按給定訊號及預置要求輸入SPWM電壓波。
b、輸出給顯示器，顯示當前的各種狀態。
c、輸出給外接輸出控制端子。
d、向保護電路發出保護指令，以進行保護。
（2）檢測電路
接收電壓、電流以及模組溫度、電動機速度等取樣訊號，並將其轉換成主控制電路所能接收的訊號。
（3）保護電路
接收主控制電路的輸入保護指令，並實施保護。同時也直接從檢測電路輸入檢測訊號，以便對某些緊急情況實施保護。
保護電路可分為變頻器本身保護和三相交流非同步電動機保護兩種，其變頻器本身保護有瞬態過電流保護（變頻器負載側短路等）、過載保護（負載過大）、再生過電壓保護（電動機快速減速）、瞬態停電保護（瞬態停電時間超過數十毫秒）、接地過電流保護（變頻器負載側接地）、冷卻風機異常保護（冷卻風機故障）；另外一個為三相交流非同步電動機的過載保護（電動機負載過大、啟動頻繁）、超頻（超速）保護（變頻器輸出頻率或電動機超過規定值）；其他保護，包括防止失速過電流（急加速電動機跟蹤遲緩）、防止失速再生過電壓保護（減速時產生的再生能量使主電路直流電壓上升）。
★變頻器一般都是0~50Hz頻率或者0~400Hz頻率執行，具體多少頻率範圍之內執行取決於生產工藝要求而定。小功率變頻器有輸入電源電壓為單相220V的，一般功率小於2.2KVA的；大多數為三相380V的（控制電機範圍從0.7~450KVA），也有三相交流220V的（這種規格可以從0.4~75KVA），還有三相交流電源電壓為480V的。
另外還有高壓變頻器，其電壓等級有3KV、6KV、10KV的。
①以U/f=C控制，又稱正弦脈寬調製(SPWM)控制方式。
脈寬調製變頻器電壓的大小是透過調節脈衝佔空比來實現的，中、小容量的通用變頻器大都採用此類控制方式。
②電壓空間向量控制(磁通軌跡法)，又稱SVPWM控制方式。
該控制方式一次生成三相調製波形，以內切多邊形逼近圓的方式進行控制。由於引人頻率補償，能消除速度控制的誤差；另外，將輸出電壓、電流閉環，能提高動態的精度和穩定度。但控制電路環節較多，且沒有引入轉矩的調節，因此係統效能沒有得到根本改善。
③向量控制(磁場定向法)，又稱VC控制方式。該控制方式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。該控制方式的優點是轉矩可以連續平滑調節，調速範圍寬。但控制引數的選擇比較困難，需要線上調整。
④直接轉矩控制，又稱DTC控制方式。 該控制方式直接在定子座標系下分析交流電動機的數學模型，控制電動機的磁場和轉矩，從而在很大程度上解決了向量控制的不足。
知足常樂於上海2021.7.31日
變頻器主要在哪個領域應用的比較多呢？
♥變頻器技術廣泛應用於紡織、礦山、造紙、拉絲、機床、包裝、食品、風機、水泵及各種自動化生產裝置的驅動領域。變頻器具有優良的控制特性、保護功能和節電功能。新技術的應用大大提高了生產效率，提高了產品質量，減輕了勞動強度，節約了電能。同時也為電氣工作者設計電氣線路、節能改造、開發新產品等提供了極大的方便。
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成另一頻率電源的電能控制裝置。通俗地說，它是一種能改變施加於交流電動機的電源頻率值和電壓值的調速裝置。變頻調速是以變頻向交流電動機供電，並構成開環或閉環系統。變頻器是把固定電壓、固定頻率的交流電變換為可調電壓、可調頻率的交流電的變換器，逆變器是將固定直流電壓變換成固定或者可調的交流電壓的裝置（DC→AC變換）。將固定直流電壓變換成可調的直流電壓的裝置稱為斬波器（DC→DC變換）。它是三相非同步電動機變頻調速的控制裝置。
交流變頻調速理論誕生於20世紀20年代，60年代後，隨著新型大功率電力電子器件的開發和先進的微處理器的出現，變頻調速技術得到迅速的發展，並最終廣泛應用到實際生產中去。理論上講，交流電動機調整速度方式，只能夠透過改變電動機磁極方式或者改變電動機執行頻率才能改變電動機軸上的轉速。其他方法無法改變電動機轉速。
交流變頻調速傳動克服了直流電動機的缺點(電機結構複雜、 維護保養工作量大等)，發揮了交流電動機本身固有的優點(結構簡單、經久耐用、動態響應好、價廉等)，並很好地解決了交流電 動機調速效能先天不足的問題。可以說，變頻器是當今最先進、最有前途的一種交流電動機調速裝置。
變頻調速裝置能實現軟啟動、軟停車、無級調速以及特殊要求的增、減速特性等，具有顯著的節電效果。它具有過載、過壓、欠 壓、短路、接地等保護功能，具有各種預警、預報資訊和狀態資訊及診斷功能，便於除錯和監控，可用於恆轉矩、平方轉矩和恆功率等各種負載。
變頻器由電力電子半導體器件(如整流模組、GTO門極可關斷閘流體、GTR電力電晶體、IGBT絕緣柵雙極型電晶體、IPM智慧功率模組等)、電子器件(積體電路、開關電源、電阻、電容等)和微處理器(CPU)等組成。其基本構成如圖下1-1所示。
（1）主電路
它給三相非同步交流電動機提供調壓/調頻電源的電力變換部分稱為主電路。主電路包括整流器模組、直流中間電路和逆變器，入圖1-3所示
①整流器→它由全波整流橋組成，其作用是把工頻電源變換成直流電源。變頻器多采用二極體整流器，也採用閘流體整流器。整流器的輸入端接有壓敏電阻網路，保護變頻器免受浪湧過電壓及 大氣過電壓衝擊而損壞。
②直流中間電路→由於逆變器的負載為非同步電動機，屬於感性負載，因此在直流中間電路和電動機之間總會有無功功率交換，這種無功能量要靠直流中間電路的儲能元件——電容器或電感器來緩衝。另外，直流中間電路對整流器的輸出進行濾波，以減小直流電壓或電流的波動。濾波電路又稱平波電路，一般通用變頻器採用電容濾波（平波）電路
在直流電路里設有限流電路(由圖1 - 3中的限流電阻R及開關K構成)，以保護整流橋免受衝擊電流作用而損壞。
設定制動迴路的目的是，當非同步電動機負載在再生制動區域使用時(轉差率為負)，再生能量將儲存在濾波電容器中，從而使直流環節電壓升高。為抑制電壓升高，利用制動迴路中的制動電阻消耗掉直流電路中的再生能量，制動迴路還可以採用可逆整流器把再生能量反饋給電網。
(2)控制電路(主控制電路CPU)
控制電路由運算放太電路，檢測電路，控制訊號的輸人、輸出電路，驅動電路等構成，一般採用微機進行全數字控制，主要靠軟體完成各種功能。
(3)操作顯示電路
這部分電路用於執行操作、引數設定、執行狀態顯示和故障顯示。
(4)保護電路
這部分電路用於變頻器本身保護及電動機保護等。
變頻器的內部結構及外部接線如圖1-4所示。
(1)主控制電路(CPU)
①接收各種訊號
a、在功能預置階段，接收各功能的預置訊號。
b、接收從鍵盤或外接輸入端子輸入的給定訊號。
c、接收從外接輸入端子或通訊介面輸入的控制訊號。
d、接收從檢測電路輸入的檢測訊號。
e、接收從保護電路輸入的保護執行訊號等。
②進行基本運算最主要的運算包括:
a、進行向量控制運算或其他必要的運算。
b、實時地計算出SPWM波形各切換點的時刻。
a、輸出至逆變管模組的驅動電路，使逆變管按給定訊號及預置要求輸入SPWM電壓波。
b、輸出給顯示器，顯示當前的各種狀態。
c、輸出給外接輸出控制端子。
d、向保護電路發出保護指令，以進行保護。
（2）檢測電路
接收電壓、電流以及模組溫度、電動機速度等取樣訊號，並將其轉換成主控制電路所能接收的訊號。
（3）保護電路
接收主控制電路的輸入保護指令，並實施保護。同時也直接從檢測電路輸入檢測訊號，以便對某些緊急情況實施保護。
保護電路可分為變頻器本身保護和三相交流非同步電動機保護兩種，其變頻器本身保護有瞬態過電流保護（變頻器負載側短路等）、過載保護（負載過大）、再生過電壓保護（電動機快速減速）、瞬態停電保護（瞬態停電時間超過數十毫秒）、接地過電流保護（變頻器負載側接地）、冷卻風機異常保護（冷卻風機故障）；另外一個為三相交流非同步電動機的過載保護（電動機負載過大、啟動頻繁）、超頻（超速）保護（變頻器輸出頻率或電動機超過規定值）；其他保護，包括防止失速過電流（急加速電動機跟蹤遲緩）、防止失速再生過電壓保護（減速時產生的再生能量使主電路直流電壓上升）。
★變頻器一般都是0~50Hz頻率或者0~400Hz頻率執行，具體多少頻率範圍之內執行取決於生產工藝要求而定。小功率變頻器有輸入電源電壓為單相220V的，一般功率小於2.2KVA的；大多數為三相380V的（控制電機範圍從0.7~450KVA），也有三相交流220V的（這種規格可以從0.4~75KVA），還有三相交流電源電壓為480V的。
另外還有高壓變頻器，其電壓等級有3KV、6KV、10KV的。
①以U/f=C控制，又稱正弦脈寬調製(SPWM)控制方式。
脈寬調製變頻器電壓的大小是透過調節脈衝佔空比來實現的，中、小容量的通用變頻器大都採用此類控制方式。
②電壓空間向量控制(磁通軌跡法)，又稱SVPWM控制方式。
該控制方式一次生成三相調製波形，以內切多邊形逼近圓的方式進行控制。由於引人頻率補償，能消除速度控制的誤差；另外，將輸出電壓、電流閉環，能提高動態的精度和穩定度。但控制電路環節較多，且沒有引入轉矩的調節，因此係統效能沒有得到根本改善。
③向量控制(磁場定向法)，又稱VC控制方式。該控制方式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。該控制方式的優點是轉矩可以連續平滑調節，調速範圍寬。但控制引數的選擇比較困難，需要線上調整。
④直接轉矩控制，又稱DTC控制方式。 該控制方式直接在定子座標系下分析交流電動機的數學模型，控制電動機的磁場和轉矩，從而在很大程度上解決了向量控制的不足。
知足常樂於上海2021.7.31日