变频器的前世今生， 从电动机的使用上浅谈变频器的发展史 变频器是什么？相信电工朋友都知道是什么。 它的种类可以说是多种多样，功能可以说是应有尽有。 变频器，顾名思义，就是改变电源频率的电力控制器，接在电源和负载（电机或灯等）之间。
当然，它不只是改变频率，通常还改变电压。主要目的是改变电动机转速，再者是为了节省电力（不是所有变频器都能达到节能效果）。 变频器控制什么？答：主要控制电动机，具体一点，就是控制三相交流异步鼠笼电动机的启动、停止、加减速、制动、正反转。 电动机为什么要受控制？因为生产需要，工艺要求，节能环保的压力，经济利益的驱动。 电动机的变频器控制是电动机控制的一种方式，此外还有接触器直接控制、软启动器控制等。 变频器控制的电动机，基本上是三相、交流、异步电动机。 小李先来说说“单相”、“直流”、“同步”的那些事儿。 一、单相电动机可不可以用变频器控制呢？可是可以，但是用着别扭（易损坏变频器和电动机）。 用法如下：把电容拆掉，两组绕组公共端接U、V、W中的任一端子，另外两头分开接U、V、W中的剩下两端子，这样组成了一个缺相的△接法三相电动机运行模式，所以变频器应取消“缺相保护”设置，电动机才能勉强降容运行。 单相电动机的相角与三相电机的相角有很大不同。 为此，有为单相电动机专门开发的单相输入、单相输出变频器。它的接线方式就更简单了，还可不拆电容。
二、直流电动机有自己的一套调速方式，在变频器没出现之前，用的最多的传动调速是直流电动机调速系统。 直流电动机调速系统具有较为优良的静、动态性能指标，低速时能保持较大的转矩，在很长的一个历史时期内，调速传动领域基本上被直流电动机调速系统垄断。 直流电动机的转速计算公式如下：n=(U-IR)/Kφ，其中U为电枢（转子上）端电压，I为电枢电流，R为电枢电路总电阻，φ为每极磁通量，K为电动机结构参数。 直流电动机的调速方法： 1、调电枢电压（恒转矩调速），由额定值往小调。 2、调电枢总电阻，损耗大、不经济。 3、调磁通量（励磁电压、励磁磁场强度），永磁体励磁的电动机不可调。 一般直流电动机，为避免磁路过饱和只能弱磁不能强磁。 弱磁在基速以上升速，转矩要调小，机械性能变软，升速、恒输出功率（电压）。 直流电动机结构复杂、维修不便、造价较高，已逐步淘汰。 三、同步电机一般做为发电机来使用，同步电动机占比较少。 在同步电动机定子三相对称绕组中通入三相交变电流时，将在气隙中产生旋转磁场。 在同步电动机转子励磁绕组中通入直流电流时，将产生极性恒定的静止磁场，当然它也可以是永磁体制成。 定子与转子的磁极对数相等，则相互吸引，转子随定子的旋转磁场而同步旋转。 同步电动机分为电励磁同步电动机和永磁同动电动机。 同步电动机不能自动启动，所以在转子上还装有鼠笼式绕组而作为电动机启动之用。 同步电动机和异步电动机的不同之处就是同步电动机的转子多了直流励磁磁场或永磁场。 同步电动机直接启动时会产生较大的冲击电流（异步电动机也会呵呵），宜采用变频启动。 同步电动机的变频启动原理其实就是异步电动机的变频启动原理。 同步电动机的结构相对比较复杂，造价、维修费用也相对较高。 四、这时异步电动机又发挥了它的优势： 结构简单，易于安装、使用、维修，同时价格相对便宜。 所以异步电动机应用广泛。 为了配合三相交流异步电动机的速度控制，随着电力电子技术、控制技术、计算机技术的发展，交流调速技术日益成熟，在许多方面已经可以取代直流调速系统。 根据异步电动机的转速公式：
f1为异步电动机定子绕组上交流电源的频率（Hz）； p为异步电动机的磁极对数； s为异步电动机的转差率； n为异步电动机的转速（r/min）； n1为异步电动机的同步转速（r/min）。 可知异步电动机的调速方式有： 1、改变定子绕组的磁极对数p，称为变极调速。这种方式不能平滑调速，电动机接线复杂。 2、改变转差率s，其方法有： ①改变电压调速，调速范围小，耗能高，不经济。 ②绕线式异步电动机转子串电阻调速和串级调速，控制复杂，局限于绕线式异步电动机。 3、改变电源频率f1，称为变频调速。 变频调速的优势有：①比直流电机调速容量大；②调速范围宽，平滑调速；③低速时转矩提升功能；④综合保护功能齐全；⑤节能，风机、泵类的节能较明显。 综上所述，只有变频调速的优势最为明显，变频器已发展成为三相异步电动机的重要调速电力控制设备。 |
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