基本簡介

西門子Siemens變頻器（Variable-frequency Drive，縮寫：VFD），也稱為變頻驅(qū)動器或驅(qū)動控制器，可譯作Inverter（和逆變器的英文相同）。變頻器是可調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)的一種，是應(yīng)用變頻驅(qū)動技術(shù)改變交流電動機工作電壓的頻率和幅度，來平滑控制交流電動機速度及轉(zhuǎn)矩，最常見的是輸入及輸出都是交流電的交流/交流轉(zhuǎn)換器。

在變頻器出現(xiàn)之前，要調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速的應(yīng)用需透過直流電動機才能完成，不然就是要透過利用內(nèi)建耦合機的VS電動機，在運轉(zhuǎn)中用耦合機使電動機的實際轉(zhuǎn)速下降，變頻器簡化了上述的工作，縮小了設(shè)備體積，大幅度降低了維修率。不過變頻器的電源線及電動機線上面有高頻切換的訊號，會造成電磁干擾，而變頻器輸入側(cè)的功率因素一般不佳，會產(chǎn)生電源端的諧波。

西門子Siemens變頻器

變頻器的應(yīng)用范圍很廣，從小型家電到大型的礦場研磨機及壓縮機。全球約1/3的能量是消耗在驅(qū)動定速離心泵、風(fēng)扇及壓縮機的電動機上，而變頻器的市場滲透率仍不算高。能源效率的顯著提升是使用變頻器的主要原因之一。

變頻器技術(shù)和電力電子有密切關(guān)系，包括半導(dǎo)體切換元件、變頻器拓撲、控制及模擬技術(shù)、以及控制硬件及固件的進步等。

工作原理

折疊概述

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”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。

折疊整流器

最近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)。

折疊平波回路

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。

折疊逆變器

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(dǎo)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(dǎo)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(dāng)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，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。

變頻器的工作原理是通過改變電源的頻率來控制電機的轉(zhuǎn)速，進而達到調(diào)整電機運行的目的。

變頻器的主要作用是改變電機工作電源的頻率，進而控制交流電動機的運行。通過內(nèi)部IGBT的開斷，變頻器可以調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機的實際需求提供所需的電源電壓，從而達到節(jié)能和調(diào)速的目的。此外，變頻器還具備多種保護功能，如過流、過壓、過載保護等，以保障電機的安全運行

工業(yè)生產(chǎn)、汽車制造、建筑工程、船舶制造、礦山工程

西門子Siemens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

西門子Siemens變頻器的作用主要是調(diào)整電機的功率、實現(xiàn)電機的變速運行，以達到省電的目的。

變頻器可以通過改變頻率和電壓，來實現(xiàn)對電動機的無級調(diào)速。此外，變頻器還具有節(jié)能、實現(xiàn)自動化控制、保護電機、減小對電網(wǎng)的沖擊等作用。例如，變頻器可以通過傳感器配套使用，實現(xiàn)閉環(huán)控制，從而實現(xiàn)運行的自動化。同時，變頻器還具有完備的過流、過載、過壓等保護功能，可以實現(xiàn)對電動機的保護