變頻器工作原理
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。
1、什麼是變頻器？
變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。
2、pwm和pam的不同點是什麼？
pwm是英文pulse width modulation(脈衝寬度調製)縮寫，按一定規律改變脈衝列的脈衝寬度，以調節輸出量和波形的一種調值方式。
pam是英文pulse amplitude modulation (脈衝幅度調製) 縮寫，是按一定規律改變脈衝列的脈衝幅度，以調節輸出量值和波形的一種調製方式。
3、電壓型與電流型有什麼不同？
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，其直流迴路濾波石電感。
4、為什麼變頻器的電壓與電流成比例的改變？
非同步電動機的轉矩是電機的磁通與轉子內流過電流之間相互作用而產生的，在額定頻率下，如果電壓一定而只降低頻率，那麼磁通就過大，磁迴路飽和，嚴重時將燒毀電機。因此，頻率與電壓要成比例地改變，即改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓，使電動機的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現象的產生。這種控制方式多用於風機、幫浦類節能型變頻器。
5、電動機使用工頻電源驅動時，電壓下降則電流增加；對於變頻器驅動，如果頻率下降時電壓也下降，那麼電流是否增加？
頻率下降（低速）時,如果輸出相同的功率,則電流增加,但在轉矩一定的條件下,電流幾乎不變。
6、採用變頻器運轉時，電機的起動電流、起動轉矩怎樣？
採用變頻器運轉，隨著電機的加速相應提高頻率和電壓，起動電流被限制在150%額定電流以下(根據機種不同，為125%~200%)。用工頻電源直接起動時，起動電流為6~7倍，因此，將產生機械電氣上的衝擊。採用變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長)。
起動電流為額定電流的1.2~1.5倍，起動轉矩為70%~120%額定轉矩；對於帶有轉矩自動增強功能的變頻器，起動轉矩為100%以上，可以帶全負載起動。
7、v/f模式是什麼意思？
頻率下降時電壓v也成比例下降，這個問題已在回答4說明。v與f的比例關係是考慮了電機特性而預先決定的，通常在控制器的儲存裝置（rom）中存有幾種特性，可以用開關或標度盤進行選擇
8、按比例地改v和f時，電機的轉矩如何變化？
頻率下降時完全成比例地降低電壓，那麼由於交流阻抗變小而直流電阻不變，將造成在低速下產生地轉矩有減小的傾向。因此，在低頻時給定v/f,要使輸出電壓提高一些,以便獲得一定地起動轉矩,這種補償稱增強起動。可以採用各種方法實現,有自動進行的方法、選擇v/f模式或調整電位器等方法
9、在說明書上寫著變速範圍60~6hz，即10：1，那麼在6hz以下就沒有輸出功率嗎？
在6hz以下仍可輸出功率，但根據電機溫公升和起動轉矩的大小等條件，最低使用頻率取6hz左右，此時電動機可輸出額定轉矩而不會引起嚴重的發熱問題。變頻器實際輸出頻率（起動頻率）根據機種為0.5~3hz.
10、對於一般電機的組合是在60hz以上也要求轉矩一定，是否可以？
通常情況下時不可以的。在60hz以上（也有50hz以上的模式）電壓不變，大體為恆功率特性，在高速下要求相同轉矩時，必須注意電機與變頻器容量的選擇。
11、所謂開環是什麼意思？
給所使用的電機裝置設速度檢出器（pg），將實際轉速反饋給控制裝置進行控制的，稱為「閉環 」，不用pg運轉的就叫作「開環」。通用變頻器多為開環方式，也有的機種利用選件可進行pg反饋.
12、實際轉速對於給定速度有偏差時如何辦？
開環時，變頻器即使輸出給定頻率，電機在帶負載執行時，電機的轉速在額定轉差率的範圍內（1%~5%）變動。對於要求調速精度比較高，即使負載變動也要求在近於給定速度下運轉的場合，可採用具有pg反饋功能的變頻器（選用件）。
13、如果用帶有pg的電機，進行反饋後速度精度能提高嗎？
具有ｐｇ反饋功能的變頻器，精度有提高。但速度精度的植取決於ｐｇ本身的精度和變頻器輸出頻率的解析度。
14、失速防止功能是什麼意思？
如果給定的加速時間過短，變頻器的輸出頻率變化遠遠超過轉速（電角頻率）的變化，變頻器將因流過過電流而跳閘，運轉停止，這就叫作失速。為了防止失速使電機繼續運轉，就要檢出電流的大小進行頻率控制。當加速電流過大時適當放慢加速速率。
減速時也是如此。兩者結合起來就是失速功能。
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