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。

　　變頻器工作原理

　　變頻器可分為電壓型和電流行兩種變頻器

　　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。是整流器，整流器，逆變器。

　　而變頻器的主電路由整流器、平波回路和逆變器三部分構(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。

　　變頻器的作用和功能：

　　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。同時(shí)變頻器的作用可以降低電力線路電壓波動(dòng)，因?yàn)殡妷合陆祵?huì)導(dǎo)致同一供電網(wǎng)絡(luò)中的電壓敏感設(shè)備故障跳閘或工作異常。采用了變頻器后，變頻器的作用能在零頻零壓時(shí)逐步啟動(dòng)，這樣能最大程度的消除電壓下降，發(fā)揮更大的優(yōu)勢(shì)。

　　同時(shí)變頻器的作用功能還包含以下功能：

　　1.可以減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，就不會(huì)造成峰谷差值過大的問題。

　　2.可以加速功能可控，從而按照用戶的需要進(jìn)行平滑加速。

　　3.電機(jī)的和設(shè)備停止方式可控，使整個(gè)設(shè)備和系統(tǒng)更加安全，壽命也會(huì)相應(yīng)增加。

　　4.控制電機(jī)的啟動(dòng)電流，充分降低啟動(dòng)電流，使電機(jī)的維護(hù)成本降低。

　　5.可以減少機(jī)械傳動(dòng)部件的磨損，從而降低采購(gòu)成本，同時(shí)可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

　　6.降低了電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流，提供更可靠的可變電壓和頻率。

　　7.有效的減少了無功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。

　　8.優(yōu)化工藝過程，并能根據(jù)工藝過程迅速改變，還能通過遠(yuǎn)控PLC或其他控制器來實(shí)現(xiàn)速度變化。

　　9.多重保護(hù)使變頻器高度智能化，不僅能保護(hù)自身的安全正常使用，也大大保護(hù)了前后級(jí)設(shè)備的安全運(yùn)行。

　　10.控制功能齊全，可以很好的配合其他控制設(shè)備和儀器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化組網(wǎng)的集中實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制，一體化開發(fā)，為用戶節(jié)省了選型的麻煩系統(tǒng)兼容性的問題節(jié)約了成本。

　　變頻器接線圖

　　上圖是一副變頻器接線圖。在變頻器的安裝中，有一些問題是需要注意的。例如變頻器本身有較強(qiáng)的電磁干擾，會(huì)干擾一些設(shè)備的工作，因此我們可以在變頻器的輸出電纜上加上電纜套。又或變頻器或控制柜內(nèi)的控制線距離動(dòng)力電纜至少100mm等等。

　　變頻器接線方法

　　變頻器主電路的接線

　　1、電源應(yīng)接到變頻器輸入端R、S、T接線端子上，一定不能接到變頻器輸出端（U、V、W）上，否則將損壞變頻器。接線后，零碎線頭必須清除干凈，零碎線頭可能造成異常，失靈和故障，必須始終保持變頻器清潔。在控制臺(tái)上打孔時(shí)，要注意不要使碎片粉末等進(jìn)入變頻器中。

　　2、在端子+，PR間，不要連接除建議的制動(dòng)電阻器選件以外的東西，或絕對(duì)不要短路。

　　3、電磁波干擾，變頻器輸入／輸出（主回路）包含有諧波成分，可能干擾變頻器附近的通訊設(shè)備。因此，安裝選件無線電噪音濾波器FR-BIF或FRBSF01或FR-BLF線路噪音濾波器，使干擾降到最小。

　　4、長(zhǎng)距離布線時(shí)，由于受到布線的寄生電容充電電流的影響，會(huì)使快速響應(yīng)電流限制功能降低，接于二次側(cè)的儀器誤動(dòng)作而產(chǎn)生故障。因此，最大布線長(zhǎng)度要小于規(guī)定值。不得已布線長(zhǎng)度超過時(shí)，要把Pr．156設(shè)為1。

　　5、在變頻器輸出側(cè)不要安裝電力電容器，浪涌抑制器和無線電噪音濾波器。否則將導(dǎo)致變頻器故障或電容和浪涌抑制器的損壞。

　　6、為使電壓降在2%以內(nèi)，應(yīng)使用適當(dāng)型號(hào)的導(dǎo)線接線。變頻器和電動(dòng)機(jī)間的接線距離較長(zhǎng)時(shí)，特別是低頻率輸出情況下，會(huì)由于主電路電纜的電壓下降而導(dǎo)致電機(jī)的轉(zhuǎn)矩下降。

　　7、運(yùn)行后，改變接線的操作，必須在電源切斷10min以上，用萬用表檢查電壓后進(jìn)行。斷電后一段時(shí)間內(nèi)，電容上仍然有危險(xiǎn)的高壓電。

　　變頻器控制電路的接線

　　變頻器的控制電路大體可分為模擬和數(shù)字兩種。

　　1、控制電路端子的接線應(yīng)使用屏蔽線或雙絞線，而且必須與主回路，強(qiáng)電回路（含200V繼電器程序回路）分開布線。

　　2、由于控制電路的頻率輸入信號(hào)是微小電流，所以在接點(diǎn)輸入的場(chǎng)合，為了防止接觸不良，微小信號(hào)接點(diǎn)應(yīng)使用兩個(gè)并聯(lián)的節(jié)點(diǎn)或使用雙生接點(diǎn)。

　　3、控制回路的接線一般選用0.3～0.75平方米的電纜。

　　變頻器地線的接線

　　1、由于在變頻器內(nèi)有漏電流，為了防止觸電，變頻器和電機(jī)必須接地。

　　2、變頻器接地用專用接地端子。接地線的連接，要使用鍍錫處理的壓接端子。擰緊螺絲時(shí)，注意不要將螺絲扣弄壞。

　　3、鍍錫中不含鉛。

　　4、接地電纜盡量用粗的線徑，必須等于或大于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，接地點(diǎn)盡量靠近變頻器，接地線越短越好。

　　變頻器調(diào)速原理：

　　n＝60 f（1－s）/p …… （1）

　　式中： n———異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；

　　f———異步電動(dòng)機(jī)的頻率；

　　s———電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率；

　　p———電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)。

　　由式（1）可知，轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比，只要改變頻率f即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率f在0～50Hz的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻調(diào)速就是通過改變電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的。

　　變頻器主要采用交—直—交方式，先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個(gè)部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無功功率。