變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù),，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設(shè)備,。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波,、逆變（直流變交流）,、制動單元、驅(qū)動單元,、檢測單元微處理單元等組成,。變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓,，進而達到節(jié)能,、調(diào)速的目的，另外,，變頻器還有很多的保護功能,，如過流、過壓,、過載保護等等,。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用,。
變頻器的工作原理
概述
主電路是給異步電動機提供調(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)生的電壓脈動的“平波回路
整流器
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,，可以進行再生運轉(zhuǎn)。
平波回路
在整流器整流后的直流電壓中,，含有電源6倍頻率的脈動電壓,，此外逆變器產(chǎn)生的脈動電流也使直流電壓變動。為了抑制電壓波動,，采用電感和電容吸收脈動電壓（電流）,。裝置容量小時，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單的平波回路,。
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,，以所確定的時間使6個開關(guān)器件導通,、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)時間和電壓波形,。
控制電路是給異步電動機供電（電壓,、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號的回路，它有頻率,、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓,、電流檢測電路”,，電動機的“速度檢測電路”，將運算電路的控制信號進行放大的“驅(qū)動電路”,，以及逆變器和電動機的“保護電路”組成,。
1、運算電路：將外部的速度,、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流,、電壓信號進行比較運算，決定逆變器的輸出電壓,、頻率,。
2,、電壓、電流檢測電路：與主回路電位隔離檢測電壓,、電流等,。
3、驅(qū)動電路：驅(qū)動主電路器件的電路,。它與控制電路隔離使主電路器件導通,、關(guān)斷。
4,、速度檢測電路：以裝在異步電動機軸機上的速度檢測器（tg,、plg等）的信號為速度信號，送入運算回路,，根據(jù)指令和運算可使電動機按指令速度運轉(zhuǎn),。
5、保護電路：檢測主電路的電壓,、電流等,，當發(fā)生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和異步電動機損壞
變頻器應(yīng)用時的九大問題
1,、信號線及控制線應(yīng)選用屏蔽線,，這樣對防止干擾有利。當線路較長時,，例如距離躍100m,，導線截面應(yīng)放大些。信號線及控制線不要與動力線放置在同一電纜溝或橋架中,，以免相互干擾,，最好穿管放置，這樣更合適,。
2,、傳輸信號以選用電流信號為主，因電流信號不容易衰減,，亦不容易受干擾,。實際應(yīng)用中傳感器輸出的信號是電壓信號，可以通過變換器將電壓信號變換成電流信號,。
3,、變頻器閉環(huán)控制一般都是正作用的，即輸入信號大,，輸出量亦大（例如中央空調(diào)制冷工作時及一般壓力,、流量、溫度等控制時）,。但亦有反作用的,，即輸入信號大,，輸出量反小（例如中央空調(diào)在制熱工作時以及供熱站的取暖熱水泵）,。閉環(huán)控制如圖1所示,。
4、在閉環(huán)控制時能選用壓力信號的,，就不要選用流量信號,。這是因為壓力信號傳感器價格低，安裝容易,，工作量小,，調(diào)試方便。但工藝過程有流量配比要求的,，且要求精確時,，那就必須選用流量控制器，并根據(jù)實際的壓力,、流量,、溫度、介質(zhì),、速度等來選用合適的流量計（例如電磁式,、靶式、渦街式,、孔板式等）,。
5、變頻器內(nèi)置的PLC,、PID功能適合用于信號變動量較小,、較穩(wěn)定的系統(tǒng)。但由于內(nèi)置的PLC,、PID功能在工作時只調(diào)時間常數(shù),，所以難以得到較為滿意的過度過程要求，而且調(diào)試比較費時,。
另外這種調(diào)節(jié)不是智能的,，故一般不經(jīng)常采用，而是選用外置的智能化的PID調(diào)節(jié)器,。例如日本富士PXD系列、廈門安東等,，十分方便,。使用時只要設(shè)置SV（上限值），工作時有PV（運行值）指示,，又是智能化,，保證具有最佳的過渡過程條件,，使用較為理想。關(guān)于PLC,，可按控制量的性質(zhì),、點數(shù)、數(shù)字量,、模擬量,、信號處理等要求，選用外置PLC的各種品牌,，例如西門子的S7-400,、S7-300、S7-200等,。
6,、信號變換器在變頻器外圍電路中亦被經(jīng)常用到，一般由霍爾元件加電子線路組成,。按信號變換和處理方式可分為電壓變電流,、電流變電壓、直流變交流,、交流變直流,、電壓變頻率、電流變頻率,、一進多出,、多進一出、信號疊加,、信號分路等各種變換器,。例如深圳的圣斯爾CE-T系列電量隔離傳感器/變送器，應(yīng)用十分方便,。國內(nèi)類似產(chǎn)品不少,，用戶可按需要自行選擇應(yīng)用。
7,、變頻器在應(yīng)用時往往要配外圍電路,，其方式常有：
（1）由自制繼電器等控制元件組成的邏輯功能電路；
（2）買現(xiàn)成的單元外置電路（例如日本三菱公司的）,；
（3）選用簡易可編程控制器LOGO（國外,、國內(nèi)都有此產(chǎn)品）；
（4）使用變頻器不同功能時,，可選用功能卡（例如日本三墾變頻器）,；
（5）選用中小型可編程序控制器。
8,、多臺水泵并聯(lián)恒壓供水（例如城市自來水廠的清水泵,、中大型水泵站,、供熱水中心站等）的變頻技術(shù)改造方案常見的有以下兩種。
按使用經(jīng)驗,，方案（1）節(jié)省初投資,，但節(jié)能效果差。起動時先起動變頻器至50Hz后,，再起動工頻,，后轉(zhuǎn)入節(jié)能控制。供水系統(tǒng)中只有采用變頻器拖動的水泵,，壓力略小些,，系統(tǒng)存在湍流現(xiàn)象，有損耗,。
方案（2）投資較大,，但比方案（1）多節(jié)能20%，猿臺泵壓力一致,，無湍流損耗,，效果更佳。
9,、多臺水泵并聯(lián)恒壓供水時采用信號串聯(lián)方式只用一個傳感器,，其優(yōu)點如下。
（1）節(jié)省成本,。只要一套傳感器及PID,，如圖4所示。
（2）因只有一個控制信號,，所以輸出頻率一致,，即同頻率，這樣壓力亦一致,，不存在湍流損耗,。
（3）恒壓供水時，當流量變化,，泵的開動臺數(shù)通過PLC控制隨之變化,。最少時1臺，中等量時2臺,，較大量時3臺,。當變頻器不工作停機時，電路（電流）信號是通路的（有信號流入,，無輸出電壓,、頻率）。
（4）更有利的是，因為系統(tǒng)只有一個控制信號,，即使3臺泵投入不同，但工作頻率卻相同（即同步）,，壓力亦一致,，這樣湍流損耗為零，亦即損耗最小,，所以節(jié)電效果最佳,。