1樓：匿名使用者
變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、再次整流（直流變交流）、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成的。
1. 電機的旋轉速度為什麼能夠自由地改變？ *1: r/min
電機旋轉速度單位：每分鐘旋轉次數，也可表示為rpm.
例如：2極電機 50hz 3000 [r/min]
4極電機 50hz 1500 [r/min]
結論：電機的旋轉速度同頻率成比例 本文中所指的電機為感應式交流電機，在工業中所使用的大部分電機均為此型別電機。感應式交流電機（以後簡稱為電機）的旋轉速度近似地確決於電機的極數和頻率。
由電機的工作原理決定電機的極數是固定不變的。由於該極數值不是乙個連續的數值（為2的倍數，例如極數為2，4，6），所以一般不適和通過改變該值來調整電機的速度。 另外，頻率能夠在電機的外面調節後再供給電機，這樣電機的旋轉速度就可以被自由的控制。
因此，以控制頻率為目的的變頻器，是做為電機調速裝置的優選裝置。
n = 60f/p
n: 同步速度
f: 電源頻率
p: 電機極對數
結論：改變頻率和電壓是最優的電機控制方法 如果僅改變頻率而不改變電壓，頻率降低時會使電機出於過電壓（過勵磁），導致電機可能被燒壞。因此變頻器在改變頻率的同時必須要同時改變電壓。
輸出頻率在額定頻率以上時，電壓卻不可以繼續增加，最高只能是等於電機的額定電壓。 例如：為了使電機的旋轉速度減半，把變頻器的輸出頻率從50hz改變到25hz，這時變頻器的輸出電壓就需要從400v改變到約200v
2. 當電機的旋轉速度（頻率）改變時，其輸出轉矩會怎樣？ *1: 工頻電源
由電網提供的動力電源（商用電源）
*2: 起動電流
當電機開始運轉時，變頻器的輸出電流
變頻器驅動時的起動轉矩和最大轉矩要小於直接用工頻電源驅動
電機在工頻電源供電時起動和加速衝擊很大，而當使用變頻器供電時，這些衝擊就要弱一些。工頻直接起動會產生乙個大的起動起動電流。而當使用變頻器時，變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機上的，所以電機起動電流和衝擊要小些。
通常，電機產生的轉矩要隨頻率的減小（速度降低）而減小。減小的實際資料在有的變頻器手冊中會給出說明。
通過使用磁通向量控制的變頻器，將改善電機低速時轉矩的不足，甚至在低速區電機也可輸出足夠的轉矩。
3. 當變頻器調速到大於50hz頻率時，電機的輸出轉矩將降低 通常的電機是按50hz電壓設計製造的，其額定轉矩也是在這個電壓範圍內給出的。因此在額定頻率之下的調速稱為恆轉矩調速.
(t=te, p<=pe)
變頻器輸出頻率大於50hz頻率時，電機產生的轉矩要以和頻率成反比的線性關係下降。
當電機以大於50hz頻率速度執行時，電機負載的大小必須要給予考慮，以防止電機輸出轉矩的不足。
舉例，電機在100hz時產生的轉矩大約要降低到50hz時產生轉矩的1/2。
因此在額定頻率之上的調速稱為恆功率調速. (p=ue*ie)
4. 變頻器50hz以上的應用情況 大家知道, 對乙個特定的電機來說, 其額定電壓和額定電流是不變的。
如變頻器和電機額定值都是: 15kw/380v/30a, 電機可以工作在50hz以上。
當轉速為50hz時, 變頻器的輸出電壓為380v, 電流為30a. 這時如果增大輸出頻率到60hz, 變頻器的最大輸出電壓電流還只能為380v/30a. 很顯然輸出功率不變.
所以我們稱之為恆功率調速. 這時的轉矩情況怎樣呢?
因為p=wt (w:角速度, t:轉矩). 因為p不變, w增加了, 所以轉矩會相應減小。
我們還可以再換乙個角度來看:
電機的定子電壓 u = e + i*r (i為電流, r為電子電阻, e為感應電勢)
可以看出, u,i不變時, e也不變.
而e = k*f*x, (k:常數, f: 頻率, x:磁通), 所以當f由50-->60hz時, x會相應減小
對於電機來說, t=k*i*x, (k:常數, i:電流, x:磁通), 因此轉矩t會跟著磁通x減小而減小.
同時, 小於50hz時, 由於i*r很小, 所以u/f=e/f不變時, 磁通(x)為常數. 轉矩t和電流成正比. 這也就是為什麼通常用變頻器的過流能力來描述其過載(轉矩)能力.
並稱為恆轉矩調速(額定電流不變-->最大轉矩不變)
結論: 當變頻器輸出頻率從50hz以上增加時, 電機的輸出轉矩會減小.5. 其他和輸出轉矩有關的因素 發熱和散熱能力決定變頻器的輸出電流能力，從而影響變頻器的輸出轉矩能力。
載波頻率: 一般變頻器所標的額定電流都是以最高載波頻率, 最高環境溫度下能保證持續輸出的數值. 降低載波頻率, 電機的電流不會受到影響。但元器件的發熱會減小。
環境溫度：就象不會因為檢測到周圍溫度比較低時就增大變頻器保護電流值.
海拔高度: 海拔高度增加, 對散熱和絕緣性能都有影響.一般1000m以下可以不考慮. 以上每1000公尺降容5%就可以了.
6. 向量控制是怎樣改善電機的輸出轉矩能力的？ *1: 轉矩提公升
此功能增加變頻器的輸出電壓（主要是低頻時），以補償定子電阻上電壓降引起的輸出轉矩損失，從而改善電機的輸出轉矩。
$ 改善電機低速輸出轉矩不足的技術
使用"向量控制"，可以使電機在低速,如(無速度感測器時)1hz（對4極電機，其轉速大約為30r/min）時的輸出轉矩可以達到電機在50hz供電輸出的轉矩（最大約為額定轉矩的150％）。
對於常規的v/f控制，電機的電壓降隨著電機速度的降低而相對增加，這就導致由於勵磁不足，而使電機不能獲得足夠的旋轉力。為了補償這個不足，變頻器中需要通過提高電壓，來補償電機速度降低而引起的電壓降。變頻器的這個功能叫做"轉矩提公升"（*1）。
轉矩提公升功能是提高變頻器的輸出電壓。然而即使提高很多輸出電壓，電機轉矩並不能和其電流相對應的提高。 因為電機電流包含電機產生的轉矩分量和其它分量（如勵磁分量）。
"向量控制"把電機的電流值進行分配，從而確定產生轉矩的電機電流分量和其它電流分量（如勵磁分量）的數值。
"向量控制"可以通過對電機端的電壓降的響應，進行優化補償，在不增加電流的情況下，允許電機產出大的轉矩。此功能對改善電機低速時溫公升也有效。
變頻器的工作原理
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變頻器作用及工作原理
變頻器是把工頻電源（50hz或60hz）變換成各種頻率的交流電源，以實現電機的變速執行的裝置，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆成交流電。對於如向量控制變頻器這種需要大量運算的變頻器來說，有時還需要乙個進行轉矩計算的cpu以及一些相應的電路。變頻調速是通過改變電機定子繞組供電的頻率來達到調速的目的。
變頻器作用變頻器的直接作用：
1、通過改變電動機的電壓和頻率，使電機的速度可以無極調節。
2、軟啟動節能，功率因數補償節能。
變頻器的間接作用：
1、節能（節電）。風機、幫浦類等裝置傳統的調速方法是通過調節入口或出口的擋板、閥門開度來調節給風量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中。當使用變頻調速時，如果流量要求減小，通過降低幫浦或風機的轉速即可滿足要求，降低電耗。
2、提高生產裝置自動化程度。當前有很多品牌的變頻器。
變頻器接線圖
變頻器工作原理主電路是給非同步電動機提供調壓調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，直流迴路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流迴路濾波是電感。
它由三部分構成：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生的電壓脈動的平波迴路、
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變頻器工作原理：由於交流電機不能用改變電壓來實現調速。交流電機必須用改變頻率來實現調速。變頻器是可調頻率的裝置，用可調頻率來改變交流電機的速度。
變頻器（1）將工頻交流電源通過整流器變成直流電源。（2）把整流電源通過慮波裝置變成平滑的直流電源（3）制動電路，變頻器帶動的電機或其他感性負載在停機的時候，一般都是採用能耗制動的方式來實現的，就是把停止後電機的動能和線圈裡面的磁能都通過乙個別的耗能元件消耗掉,從而實現快速停車。（4）逆變電路，逆變電路將直流電源變成可控的脈衝電源。
這裡採用六反相器cd4069構成方波訊號發生器。電路中r1是補償電阻，用於改善由於電源電壓的變化而引起的振盪頻率不穩。電路的振盪是通過電容c1充放電完成的。
4樓：望桂花鈄俏
變頻器的輸出頻率與電壓成比例變化。例如：380v變頻器，最高頻率為50hz，0hz對應0v，50hz對應380v。
電流與負載有關係，與輸出頻率或電壓沒有直接的關係。
變頻器工作原理
主電路是給非同步電動機提供調壓調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[1]:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流迴路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流迴路濾波是電感。
它由三部分構成，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生的電壓脈動的「平波迴路」，以及將直流功率變換為交流功率的「逆變器」。
（1）整流器：最近大量使用的是二極體的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組電晶體變流器構成可逆變流器，由於其功率方向可逆，可以進行再生運轉。
（2）平波迴路：在整流器整流後的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動電壓，此外逆變器產生的脈動電流也使直流電壓變動。為了抑制電壓波動，採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成器件有餘量，可以省去電感採用簡單的平波迴路。
（3）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個開關器件導通、關斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型pwm逆變器為例示出開關時間和電壓波形。
控制電路是給非同步電動機供電（電壓、頻率可調）的主電路提供控制訊號的迴路，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」，將運算電路的控制訊號進行放大的「驅動電路」，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、轉矩等指令同檢測電路的電流、電壓訊號進行比較運算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。
（2）電壓、電流檢測電路：與主迴路電位隔離檢測電壓、電流等。
（3）驅動電路：驅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、關斷。
（4）速度檢測電路:以裝在非同步電動機軸機上的速度檢測器(tg、plg等)的訊號為速度訊號，送入運算迴路，根據指令和運算可使電動機按指令速度運轉。
（5）保護電路:檢測主電路的電壓、電流等，當發生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和非同步電動機損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。
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