深入了解变频器的应用与优势

1.初识变频器

变频器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。变频器有着“现代工业维生素”之称，在节能方面的效果不容忽视。随着各界对变频器节能技术和应用等方面认识的逐渐加深，我国变频器市场变得异常活跃。

变频器产生的最初目的是速度控制，应用于印刷、电梯、纺织、机床和生产流水线等行业。而目前相当多的运用是以节能为目的。由于中国是能源消耗大国，而中国的能源储备又相对贫乏，因此国家大力提倡各种节能措施，其中着重推荐了变频器调速技术。在水泵、中央空调等领域，变频器可以取代传统的通过限流阀和回流旁路技术，充分发挥节能效果；在火电、冶金、矿山、建材行业，高压变频调速的交流电动机系统的经济价值正在得以体现。

变频器是一种高技术含量、高附加值、高效益回报的高科技产品，符合国家产业发展政策。在过去的20年里，我国变频器行业从起步阶段到目前正逐步趋于成熟，发展十分迅速。进入21世纪以来，我国中、低压变频器市场的增长速度超过了20%，远远大于近几年的GDP增长水平。

从产品优势角度看，通过高质量地控制电动机转速，可提高制造工艺水准。变频器不但有助于提高制造工艺水平，尤其在精细加工领域，可以有效节约电能。是目前最理想、最有前途的电动机节能设备。

从变频器行业所处的宏观环境看，无论是国家中、长期规划、短期的重点工程、政策法规、国民经济整体运行趋势，还是人们节能环保意识的增强、技术的创新、发展高科技产业的要求，从国家相关部委到各相关行业，变频器都受到了广泛的关注，市场吸引力巨大。西门子变频器外形如图9-7所示。

图9-7 变频器外形

2.交-直-交变频调速的原理(www.xing528.com)

以图9-8说明交-直-交变频调速的原理。交-直-交变频调速就是变频器先将工频交流电整流成直流电，逆变器在微控制器（如DSP）的控制下，将直流电逆变成不同频率的交流电。目前市面上的变频器多是利用这种原理工作的。

图9-8中R0起限流作用，当R、S、T端子上的电源接通时，R0接入电路，以限制起动电流。延时一段时间后，晶闸管VT导通，将R0短路，避免造成附加损耗。Rt为能耗制动电阻，当制动时，异步电动机进入发动状态，逆变器向电容C反向充电，当直流回路的电压，即电阻R1、R2上的电压，升高到一定的值时（图中实际上测量的是电阻R2的电压），通过泵升电路使开关器件Vb导通，这样电容C上的电能就消耗在制动电阻Rt上。通常为了散热，制动电阻Rt安装在变频器外侧。电容C除了参与制动外，在电动机运行时，主要起滤波作用。顺便指出起滤波作用是电容器的变频器称为电压型变频器；起滤波作用是电感器的变频器称为电流型变频器，比较多见的是电压型变频器。

微控制器经运算输出控制正弦信号后，经过SPWM（正弦脉宽调制）发生器调制，再由驱动电路放大信号，放大后的信号驱动6个功率晶体管，产生三相交流电压U、V、W驱动电动机运转。

【例9-3】如图9-8所示，若将变频器的动力线的输入和输出接反是否可行？若不可行有什么后果？

图9-8 变频器原理图

【解】

将变频器的动力线的输入和输出接反是不允许的，可能发生爆炸。