一、變頻器基本概念

（1） VVVF ?? 改變電壓、改變頻率（Variable Voltage and Variable Frequency）的（de）縮寫。 

（2） CVCF ?? 恒電壓、恒頻（pín）率（Constant Voltage and Constant Frequency）的（de）縮寫。 

　　各國（guó）使（shǐ）用（yòng）的交流供電電源（yuán），無論是用於家（jiā）庭還（hái）是用於工廠，其電壓和頻率均200V/60Hz（50Hz）或100V/60Hz（50Hz）。通常，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流（liú）電（diàn）的裝置稱作“變頻（pín）器”。為了產生可變的電壓（yā）和頻率，該設備首先要（yào）把三相或單相交流電變換為直流電（DC）。然後再把直流電（DC）變換為（wéi）三（sān）相或單相交流電（AC），我們把實現這種轉換的裝（zhuāng）置稱為“變頻器”（inverter）。

　　變頻器也可用於家電產品。使用變頻器的家電（diàn）產品（pǐn）中（zhōng）不僅有電機（例如空調等），還有熒光（guāng）燈等產品。用於電機控製的變頻器（qì），既可以（yǐ）改變電壓，又（yòu）可以改變頻率。但用於熒光燈的（de）變頻器主要用於調節電源供電的頻率。汽車上使（shǐ）用的由電池（直流電）產（chǎn）生交流電的設備也以（yǐ）“inverter”的名稱進行出售。變頻器的工作原理被（bèi）廣泛應用於各個（gè）領域。例如（rú）計算機電源的供電，在該項應用中，變頻器用於抑製反向電壓、頻（pín）率的波動及電源的瞬間（jiān）斷電（diàn）。

二、 電機的旋轉速度為（wéi）什麽能夠自由地改變？ 

（1) r/min電機旋轉速度單位：每分（fèn）鍾旋轉次數，也可表示為rpm。例如：4極電機（jī） 60Hz 1,800 [r/min]，4極電機 50Hz 1,500 [r/min]，電機的旋轉速度（dù）同頻率成比例。

　　本文中所（suǒ）指的電機為感應式交流電機，在工業領域所使用的大部分電機均為此類（lèi）型電機。感（gǎn）應式交流電機（以後（hòu）簡稱為電機）的旋轉速度近似地取決於電機的極數和頻率。電機的極（jí）數是固定不（bú）變的。由於極數值不（bú）是一個連續的數值（為（wéi）2的（de）倍數，例如（rú）極數為2，4，6），所以不（bú）適合改變極對數來調（diào）節電機（jī）的速度。另外，頻率是電機（jī）供電電源的電信號，所以（yǐ）該值能（néng）夠在電機的外麵調節後（hòu）再（zài）供給電機，這樣（yàng）電機的旋轉（zhuǎn）速度（dù）就可以被自由的控製。因此，以（yǐ）控製頻率為目（mù）的的變頻器，是（shì）做為電機調速設備的優選設備。

　　n = 60f/p，n: 同（tóng）步速度，f: 電源頻率（lǜ） ，p: 電機極數，改變頻率和電壓是較優的電機（jī）控製方法 。如（rú）果僅改變頻率，電機（jī）將被燒壞。特別是當頻率降低時，該問題就非常突出。為了防止電機（jī）燒毀事故的發生，變頻器在改變頻率的同時必須（xū）要同時改變電（diàn）壓，例（lì）如：為了使電機的旋轉速度減半，變頻器的輸出頻率必須從（cóng）60Hz改變到（dào）30Hz，這時變頻器的輸（shū）出電壓就必須從200V改變到約100V。?例如：為了使電機的旋轉速度減半，變頻器的輸出頻率必須從60Hz改變到30Hz，這時變頻器（qì）的輸出電壓就必（bì）須從200V改變到約100V。

三、關於散熱的問（wèn）題

　　如果要正確（què）的使用變頻（pín）器, 必須認（rèn）真地考慮散熱的（de）問題。變頻器的故障率隨溫度升高而成指數的上升。使用（yòng）壽命隨溫度升（shēng）高而成指數的下降。環境溫度升高10度，變頻器使用壽（shòu）命減半。因此，我（wǒ）們要重視散熱問題啊！在變頻器工作時，流過變頻器的電流是很大的, 變頻器產生的（de）熱量也是非（fēi）常大的（de），不（bú）能忽（hū）視其發熱所產生的（de）影響。

通常，變頻器安裝（zhuāng）在控製櫃中。我們要了解一（yī）台變頻器的發熱量大概是（shì）多少，可以用以下公式估算： 發熱（rè）量的近似值＝ 變頻器容量（KW）×55 [W]在這裏, 如果變頻器容量是以恒轉矩負載為（wéi）準的(過流能力150% * 60s) 如果（guǒ）變頻器帶有直流電抗器或交流電抗器, 並且也在櫃子裏麵, 這時發熱量會更大一些。 電抗器（qì）安裝在變頻器側麵或測上方比較好。這時（shí）可以用估算: 變頻器容量（liàng）（KW）×60 [W]因為各變頻器廠（chǎng）家（jiā）的硬（yìng）件都差不多, 所（suǒ）以（yǐ）上式可以針對各品牌的產品. 注意： 如果有製（zhì）動電阻的話，因為製（zhì）動電阻的散熱（rè）量很大， 因此較好安裝位置較好（hǎo）和（hé）變頻器隔離開， 如裝在櫃子上麵或旁邊等。那麽, 怎樣采能降低控製櫃內的發（fā）熱量呢? 當變頻（pín）器安裝在（zài）控製機櫃中時，要考慮（lǜ）變頻器發熱值的（de）問題。根據機櫃內產生熱量值的增加，要適當（dāng）地增加（jiā）機櫃的尺寸。因此，要使控製機櫃（guì）的尺寸盡量減小，就必（bì）須要使機櫃中產生的熱量值盡（jìn）可能地減少（shǎo）。如果在變頻器（qì）安裝時，把變頻器的散熱器部分放到（dào）控製機櫃的外麵，將會使變頻器有70％的發熱量釋（shì）放到控製機櫃的外麵。由（yóu）於大（dà）容量變頻器有很大的發（fā）熱量，所以對大容量變頻器更加有效。還可以用隔離（lí）板把本體和散熱器隔（gé）開, 使散熱器的散熱不影響到（dào）變頻器本（běn）體。這樣（yàng）效果也很好。變頻器散熱設（shè）計中都是以（yǐ）垂直安裝為基礎的，橫著（zhe）放（fàng）散熱（rè）會變（biàn）差的! 關於冷卻風扇一般功率（lǜ）稍微大（dà）一點（diǎn）的（de）變頻器， 都帶有冷卻風扇。同時，也建議在控製櫃上出風口安裝冷卻（què）風扇。進（jìn）風口要加濾網以防止灰塵進入控製櫃。 注意控製櫃和變頻器上的風扇都是要的，不能誰替代（dài）誰。

　　另外，散（sàn）熱問題還要注意以下兩個問題：

　　（1）在海拔（bá）高（gāo）於1000m的地方，因為空氣密度降（jiàng）低，因此應加（jiā）大櫃（guì）子的冷卻風量以改善冷卻效果。理論上變頻器（qì）也應考慮（lǜ）降容，1000m每-5%。但由於（yú）實際（jì）上因為設計上變頻器的負載能力和散熱能力一般比（bǐ）實際使用的要大， 所以也要看具體應用。 比方說在1500m的地方，但是周期（qī）性負載，如（rú）電梯（tī），就不必要降容。 

　　（2）開關頻率：變頻器的發熱主要來（lái）自於IGBT，IGBT的發熱有集（jí）中在開和關（guān）的瞬間。 因此（cǐ）開關頻率高時自然變頻器的發熱量就變大了。有的廠（chǎng）家（jiā）宣稱降低開關頻率可以擴容， 就是這個道理（lǐ）。??

四、矢量控製（zhì）是怎樣（yàng）使電機具有（yǒu）大的轉矩的？ 

（1） 轉矩提升：此功能（néng）增加變頻器的輸（shū）出電壓，以使電機（jī）的輸（shū）出轉（zhuǎn）矩和電壓的平方（fāng）成正比的關（guān）係增加，從而改善電機（jī）的輸出轉矩。改善電機低速輸出轉矩不足的技（jì）術（shù）,使用"矢量控製（zhì）"，可以使（shǐ）電（diàn）機在低速,如(無速度傳感器（qì）時)1Hz（對4極電機，其轉速大約為30r/min）時的輸出轉矩可以達到電機在50Hz供電輸出的轉矩（較大約為額定轉矩的150％）。對於常規的V/F控製，電機的電壓降隨著電機速度的降低而相對增加，這就導致由於（yú）勵磁不（bú）足，而使電機不能獲得足夠的旋轉力。為了補償這個不足，變頻器（qì）中需要通過提高電壓，來補償電機速度（dù）降低而（ér）引起的電壓降。變頻器的這個功能（néng）叫做"轉矩提升"（*1）。轉矩提升功能是提高變頻器的（de）輸出電（diàn）壓。然而即使提高很多輸出電壓（yā），電機轉矩（jǔ）並不能和其電流相對應的提高。 因為電機電流包含電機產生的轉矩分量和其它（tā）分量（如勵磁分量）。"矢量控製"把電機（jī）的電流值進行分配，從而確（què）定產生轉矩的電機電流（liú）分量（liàng）和其它（tā）電流分量（如勵磁分量）的數值。"矢量控製（zhì）"可以通過對電機端的（de）電壓降的響應，進行優化補償，在不增加電流的情況下，允許（xǔ）電機產出大的轉矩。此功能對改善電機低（dī）速時溫升也有效。 

五（wǔ）、變（biàn）頻器製動的有關問題

（1） 製動的概念（niàn）:指電能從（cóng）電（diàn）機側流到（dào）變頻器側（或供電電源側）,這時電機的轉速高於（yú）同步轉速.負載的能量分為動能和勢能. 動能(由速度和重量確定其大小）隨（suí）著物體的運動而累積。當（dāng）動能減為（wéi）零時，該事物就處在（zài）停止狀態（tài）。機械抱閘裝（zhuāng）置的方法（fǎ）是用製動裝（zhuāng）置把物體動能（néng）轉換為摩擦和能消耗（hào）掉。對於變頻器，如果輸出頻率降低，電機轉速將跟隨頻率同樣降低。這時會產生製（zhì）動過程（chéng）. 由製動產生的功率將返回到變頻器（qì）側（cè）。這些功率可以用電阻發熱（rè）消耗（hào）。在用於（yú）提升（shēng）類負載,在下降時, 能量(勢能)也要（yào）返回到變頻器(或電源)側,進行製動（dòng）.這（zhè）種操作方法被稱作（zuò）"再生製動"，而該方法可應用於變頻器製動。在減速期間，產生的功率如果不通過熱消耗的方法消耗掉，而是把（bǎ）能量返回送（sòng）到變頻器電源（yuán）側的方法叫做"功率返回（huí）再（zài）生方法"。在實際中，這種應用需要"能量回（huí）饋單元"選件。?? ??

（2）怎樣提高製動能力？ 

為了用（yòng）散熱來消耗再生功率，需要在變頻器側安裝製動電阻。為了改（gǎi）善製動能力，不能期望靠增加變（biàn）頻器的容量來解決問題。請選用（yòng）"製動電阻（zǔ）"、"製動（dòng）單元"或（huò）"功率再生變換器"等選件來改善（shàn）變頻器的製動（dòng）容量

六、當電機的旋轉速度改變時，其輸出轉矩會（huì）怎樣？ 

（1）： 工頻電源（yuán）由電網提供的動力電源（商用電源） 

（2）： 起動（dòng）電流當電機開始運轉時（shí），變頻器的（de）輸出電流變頻器驅動時的起（qǐ）動轉矩和較大轉矩要小於直接用（yòng）工頻（pín）電源驅動。 

　　我們經（jīng）常聽到下麵的說法："電機在工（gōng）頻電源供電時（*1）時，電機（jī）的起動和加速衝擊（jī）很大（dà），而當（dāng）使用變頻器供電時，這些衝擊就（jiù）要弱一些"。如（rú）果用（yòng）大的電壓和頻率起（qǐ）動電機，例如使用工頻電網直接供電，就會產生一個大的起動衝擊（大的（de）起動電流 (*2) ）。而當使用變頻器時（shí），變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電（diàn）機上的，所以電機產生的轉矩要小於工頻電網供電的轉矩（jǔ）值。所以變頻器驅動的（de）電機起（qǐ）動電流要小些。通常，電機產生的轉矩要隨頻率的減小（速度降低）而減（jiǎn）些?減小的實際數據在有的（de）變頻器手冊中會給（gěi）出說明。通過使用磁通矢量控（kòng）製的變頻器，將改善電機低速時轉矩的不足，甚（shèn）至在低速區電（diàn）機也可輸出足夠的轉矩（jǔ）。當變頻器調速到（dào）大於60Hz頻率時，電機（jī）的輸出轉矩將降低（dī）。通常的電機是按50Hz(60Hz)電壓設計製造的，其額定轉（zhuǎn）矩也（yě）是在這個電壓範圍內給出的。因此在額定頻（pín）率之下的調速稱為恒轉矩調速. (T=Te,P<=Pe) 變頻器輸出頻率大於50Hz頻率時，電機產（chǎn）生的轉矩要以和頻率成（chéng）反比的線性關係下（xià）降。當電（diàn）機以大（dà）於60Hz頻（pín）率速度運行時，電機負載的大小必須要給予（yǔ）考慮，以防止電（diàn）機輸出轉矩（jǔ）的不（bú）足。舉例，電機在100Hz時產生的轉矩大（dà）約（yuē）要降低到50Hz時產生轉矩的1/2。因此在額定頻率之上的調速稱（chēng）為恒功率調速(P=Ue*Ie)。 返回康卓首頁>>