基本簡(jiǎn)介

西門子Siemens變頻器（Variable-frequency Drive,，縮寫：VFD），也稱為變頻驅(qū)動(dòng)器或驅(qū)動(dòng)控制器,，可譯作Inverter（和逆變器的英文相同）,。變頻器是可調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一種,，是應(yīng)用變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)改變交流電動(dòng)機(jī)工作電壓的頻率和幅度，來平滑控制交流電動(dòng)機(jī)速度及轉(zhuǎn)矩,，最常見的是輸入及輸出都是交流電的交流/交流轉(zhuǎn)換器,。

在變頻器出現(xiàn)之前,，要調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的應(yīng)用需透過直流電動(dòng)機(jī)才能完成，不然就是要透過利用內(nèi)建耦合機(jī)的VS電動(dòng)機(jī),，在運(yùn)轉(zhuǎn)中用耦合機(jī)使電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速下降,，變頻器簡(jiǎn)化了上述的工作，縮小了設(shè)備體積,，大幅度降低了維修率,。不過變頻器的電源線及電動(dòng)機(jī)線上面有高頻切換的訊號(hào)，會(huì)造成電磁干擾,，而變頻器輸入側(cè)的功率因素一般不佳,，會(huì)產(chǎn)生電源端的諧波。

西門子Siemens變頻器

變頻器的應(yīng)用范圍很廣,，從小型家電到大型的礦場(chǎng)研磨機(jī)及壓縮機(jī),。全球約1/3的能量是消耗在驅(qū)動(dòng)定速離心泵、風(fēng)扇及壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)上,，而變頻器的市場(chǎng)滲透率仍不算高,。能源效率的顯著提升是使用變頻器的主要原因之一。

變頻器技術(shù)和電力電子有密切關(guān)系,，包括半導(dǎo)體切換元件,、變頻器拓?fù)洹⒖刂萍澳M技術(shù),、以及控制硬件及固件的進(jìn)步等,。

工作原理

折疊概述

主電路是給異步電動(dòng)機(jī)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：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(gòu)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(dòng)的“平波回路”,，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”,。

折疊整流器

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(gòu)成可逆變流器,，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn),。

折疊平波回路

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

折疊逆變器

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(shí)間使6個(gè)開關(guān)器件導(dǎo)通,、關(guān)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(guān)時(shí)間和電壓波形,。

控制電路是給異步電動(dòng)機(jī)供電（電壓,、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號(hào)的回路，它有頻率,、電壓的“運(yùn)算電路”,，主電路的“電壓、電流檢測(cè)電路”,，電動(dòng)機(jī)的“速度檢測(cè)電路”,，將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的“驅(qū)動(dòng)電路”，以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的“保護(hù)電路”組成,。

（1）運(yùn)算電路：將外部的速度,、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測(cè)電路的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算,，決定逆變器的輸出電壓,、頻率。

（2）電壓,、電流檢測(cè)電路：與主回路電位隔離檢測(cè)電壓,、電流等。

（3）驅(qū)動(dòng)電路：驅(qū)動(dòng)主電路器件的電路,。它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通,、關(guān)斷,。

（4）速度檢測(cè)電路:以裝在異步電動(dòng)機(jī)軸機(jī)上的速度檢測(cè)器(tg,、plg等)的信號(hào)為速度信號(hào)，送入運(yùn)算回路,，根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動(dòng)機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn),。

（5）保護(hù)電路：檢測(cè)主電路的電壓、電流等,，當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時(shí),，為了防止逆變器和異步電動(dòng)機(jī)損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓,、電流值,。

變頻器的工作原理是通過改變電源的頻率來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,，進(jìn)而達(dá)到調(diào)整電機(jī)運(yùn)行的目的。

變頻器的主要作用是改變電機(jī)工作電源的頻率,，進(jìn)而控制交流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行,。通過內(nèi)部IGBT的開斷，變頻器可以調(diào)整輸出電源的電壓和頻率,，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需求提供所需的電源電壓,，從而達(dá)到節(jié)能和調(diào)速的目的。此外,，變頻器還具備多種保護(hù)功能,，如過流、過壓,、過載保護(hù)等,，以保障電機(jī)的安全運(yùn)行

工業(yè)生產(chǎn)、汽車制造,、建筑工程,、船舶制造、礦山工程

西門子Siemens變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù),，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備,。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波,、逆變（直流變交流）,、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元,、檢測(cè)單元微處理單元等組成,。變頻器靠?jī)?nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓,，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能,、調(diào)速的目的。另外,，變頻器還有很多的保護(hù)功能,，如過流、過壓,、過載保護(hù)等等,。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用

西門子Siemens變頻器的作用主要是調(diào)整電機(jī)的功率,、實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行,，以達(dá)到省電的目的。

變頻器可以通過改變頻率和電壓,，來實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的無級(jí)調(diào)速,。此外,，變頻器還具有節(jié)能、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,、保護(hù)電機(jī),、減小對(duì)電網(wǎng)的沖擊等作用。例如,，變頻器可以通過傳感器配套使用,，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的自動(dòng)化,。同時(shí),，變頻器還具有完備的過流、過載,、過壓等保護(hù)功能,，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)