变频器

变频器（frequency transformer）一般是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅度调制) 缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。

基本信息

• 中文名：变频器
• 英文名：Variable-frequency Drive

• 用 途：电机调速、改变转矩、节能等
• 类 型：电压型与电流型
• 应用技术：变频技术与微驱动技术

发展

2011年末我国规模以上变频器生产企业约有200家，这些规模以上的企业中，生产商以民营企业居多。2011年，行业实现销售收入252亿元，同比增长21%。
前瞻产业研究院变频器行业研究小组分析认为，由于变频器行业下游市场给力，我国变频器行业前景可期。具体分析如下：
一、电力行业变频器市场需求前景预测
前瞻产业研究院分析认为，电力行业对变频器需求将保持稳步增长，新能源发电领域如风电和光伏发电等新兴市场对变频器需求呈高增长态势，但整体使用规模不大。随着我国坚强智能电网和农村电网升级改造工程规模的扩大、新能源建设力度的增强，对大功率电机的需求将稳步上升，从而促进变频器需求的上升，未来电力行业对变频器的需求将保持15%的增长。
二、冶金行业变频器市场需求前景预测
前瞻产业研究院发布的《中国变频器行业市场前瞻与投资战略规划分析报告前瞻》通过对冶金行业发展状况的分析，结合变频器在该行业中的市场需求情况，预测在未来的两三年，冶金行业变频器的市场需求主要集中在项目改造过程中的节能减排设备上的使用，而在这方面，国家给予了积极的政策支持，企业单位也在大力推行中，因此，冶金行业变频器市场需求将进一步扩大，未来将保持20%左右的增长。

含义

变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。通过改变电源的频率来达到改变电源电压的目的，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。

工作原理

  变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。这是变频器修理中最变频器的定义。
   变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；在变频器修理中，按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。
   在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性，基于在改变电源频率进行调速的同时，又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的，通用型变频器基本上都采用这种控制方式。V/f控制变频器结构非常简单，但是这种变频器采用开环控制方式，不能达到较高的控制性能，而且，在低频时，必须进行转矩补偿，以改变低频转矩特性。在变频器修理中，转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式，它是在V/f控制的基础上，按照知道异步电动机的实际转速对应的电源频率，并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率，就可以使电动机具有对应的输出转矩。矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位，以达到对电动机在d、q、0坐标轴系中的励磁电流和转矩电流分别进行控制，进而达到控制电动机转矩的目的。通过控制各矢量的作用顺序和时间以及零矢量的作用时间，又可以形成各种PWM波，达到各种不同的控制目的。直接转矩控制是利用空间矢量坐标的概念，在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩，通过检测定子电阻来达到观测定子磁链的目的，因此省去了矢量控制等复杂的变换计算，系统直观、简洁，计算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。