變頻器是現(xiàn)代工業(yè)中廣泛使用的設(shè)備。如果你想實(shí)現(xiàn)軟停、軟起動、無級調(diào)速等功能或?qū)λ俣壬档奶厥庖?，你需要現(xiàn)代異步電動機(jī)中較為先進(jìn)的調(diào)速裝置——變頻器。該裝置主電路采用交流-DC-交流電路，工作頻率為0 ~ 400赫茲。低壓通用變頻器的輸出電壓為380~460 V，輸出功率為0.37~400 kW。由于變頻器控制的設(shè)備可以顯著節(jié)約電能，因此得到廣泛應(yīng)用。然而，變頻器在工作時產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波電流，已成為電網(wǎng)的主要污染源。諧波引起的較常見故障現(xiàn)象是無功補(bǔ)償裝置損壞、跳閘、變壓器過熱等。

　　1、選擇合理的變頻器

　　變頻器使用過程中，出現(xiàn)異常運(yùn)行、設(shè)備故障等問題。，導(dǎo)致停產(chǎn)并造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失，往往是變頻器選型和安裝不當(dāng)造成的。因此，我們應(yīng)該選擇一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用，能更好地滿足生產(chǎn)和技術(shù)的基本條件和要求的變頻器。

　　1.1變頻器和電機(jī)的指定指標(biāo)參數(shù)匹配。

　　變頻器作為電機(jī)的主要拖動對象，其類型的選擇應(yīng)與電機(jī)的工作參數(shù)相匹配。

　　(1)電壓匹配:變頻器的額定電壓與電機(jī)的負(fù)載電壓一致。

　　(2)電流匹配:變頻器的容量取決于變頻器連續(xù)輸出的額定電流。選擇變頻器時，需要調(diào)速的電機(jī)必須選擇連續(xù)額定電流大于電機(jī)額定參數(shù)工作時額定電流的變頻器，并有定量余量;一般4極以上的變頻器不能根據(jù)電機(jī)的容量來選擇，而應(yīng)根據(jù)電機(jī)目前的座檢標(biāo)準(zhǔn)來選擇。即使電機(jī)負(fù)載輕，電流小于變頻器額定電流，所選變頻器也不能比電機(jī)容量小很多。

　　(3)容量匹配:根據(jù)電機(jī)不同的負(fù)載特性，對變頻器容量的選擇有不同的要求。

　　2、變頻器的控制方式

　　目前變頻器的主要控制方式主要有以下幾種。

　　(1)一代采用U/f=C控制，也稱正弦脈寬調(diào)制(SPWM)控制方式。其特征控制電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，機(jī)械特性和硬度好，能滿足一般變速器平穩(wěn)調(diào)速的要求。然而，在低頻時，輸出電壓低，這降低了較大輸出扭矩，并惡化了低速時的穩(wěn)定性。其特征在于無反饋裝置的速比ni小于1/40，有反饋時ni=1/60。適用于一般風(fēng)扇和泵。

　　(2)二代采用電壓空間矢量控制(磁通軌跡法)，又稱SVPWM控制方式。在三相波形整體產(chǎn)生效果的前提下，一次性產(chǎn)生三相調(diào)制波形，并以內(nèi)接多邊形逼近圓的方式進(jìn)行控制。為了消除低速時定子電阻的影響，輸出電壓和電流都是閉合的，以提高動態(tài)精度和穩(wěn)定性。其特點(diǎn):無反饋裝置，速比ni=1/100，適用于一般工業(yè)調(diào)速。

　　(3)三代采用矢量控制。變頻調(diào)速矢量控制的本質(zhì)是交流電機(jī)相當(dāng)于DC電機(jī)，速度和磁場兩個分量獨(dú)立控制。通過控制轉(zhuǎn)子磁鏈，然后分解定子電流，得到轉(zhuǎn)矩和磁場兩個分量，通過坐標(biāo)變換實(shí)現(xiàn)正交或解耦控制。其特點(diǎn)是:無反饋時的速比ni=1/100，有反饋時的速比ni=1/1000，零速時的起動轉(zhuǎn)矩為150%。由此可見，該方法適用于所有速度控制，適用于帶反饋的高精度傳動控制。

　　(4)直接轉(zhuǎn)矩控制。直接轉(zhuǎn)矩控制是區(qū)別于矢量控制的另一種高性能變頻調(diào)速方式。磁鏈仿真模型和電磁轉(zhuǎn)矩模型得到磁鏈和轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù)，與給定值進(jìn)行比較，產(chǎn)生遲滯比較狀態(tài)信號，然后通過邏輯控制切換切換狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)恒磁鏈控制和電磁轉(zhuǎn)矩控制。無需模仿DC電機(jī)控制，該技術(shù)已成功應(yīng)用于牽引電機(jī)車的交流傳動。其特點(diǎn):無反饋裝置的速比為ni=1/100，有反饋裝置的速比為ni=1/1000，零速時的起動轉(zhuǎn)矩可達(dá)150% ~ 200%。適用于大負(fù)荷起動和扭矩波動恒定的大負(fù)荷。

　　3、安裝環(huán)境要求

　　(1)環(huán)境溫度:變頻器的環(huán)境溫度是指變頻器截面附近的溫度。由于變頻器主要由易受溫度影響的大功率電力電子設(shè)備組成，變頻器的壽命和可靠性在很大程度上取決于溫度，一般在-10℃到+40℃之間。此外，還要考慮變頻器本身和周圍環(huán)境散熱可能出現(xiàn)的極端情況，溫度一般需要一定的余量。

　　(2)環(huán)境濕度:變頻器周圍環(huán)境的相對濕度不超過90%(表面無結(jié)露)。

　　(3)振動和沖擊:變頻器在安裝和運(yùn)行過程中，應(yīng)注意避免振動和沖擊。避免變頻器內(nèi)部元件焊點(diǎn)和零件松動導(dǎo)致電氣接觸不良甚至短路等嚴(yán)重故障。因此，通常要求安裝現(xiàn)場的振動加速度應(yīng)限制在0.6 g以下，特殊地方可增加防震橡膠等抗震措施。

　　(4)安裝地點(diǎn):變頻器的較大允許輸出電流和電壓受其散熱能力的影響。但如果海拔超過1000 m，變頻器的散熱能力就會下降，所以一般要求變頻器安裝在海拔1000 m以下。

　　(5)變頻器對安裝現(xiàn)場的一般要求:無腐蝕，無易燃易爆氣體或液體;無塵、漂浮的纖維和金屬顆粒;避免陽光直射;沒有電磁干擾。

　　4、結(jié)論

　　變頻調(diào)速的研究是當(dāng)前電力傳動研究中活躍、實(shí)用的工作。變頻器行業(yè)潛力巨大，廣泛應(yīng)用于空調(diào)、電梯、冶金、機(jī)械等行業(yè)。變頻電機(jī)及其配套逆變器發(fā)展迅速。