时间：2023-03-11 07:28:32
交流变频调速技术发展概况纵观电力传动的发展过程，交、直流两种传动方式共存于各个生产领域，由于直流调速系统的性能指标优于交流调速系统，因此直流调速系统一直在调速领域内居首位。但由于直流电动机具有机械整流器和电刷，因而存在着维护保养工作量大、电动机安装环境受到限制和难以向大容量、高转速及高电压方向发展等缺点。随着电子技术和自动控制技术的迅速发展以及各种高性能电力电子元器件产品的出现，历来阻碍交流调速技术发展的一些因素相继被克服，原直流调速系统领先的一些技术性能，交流调速系统都能与直流调速系统相媲美。因此，交流调速在电气传动领域中越来越占有重要的地位，它已成为机电一体化的电气传动技术。
[关键词]
变频器
一、变频调速器的分类
可分为交-交变频器，即将工频交流直接变换成频率电压可调的交流，又称直接式变频器；交-直-交变频器，则是先把工频交流通过整流器变成直流，然后再把直流变换成频率电压可调的交流，又称间接式变频器，目前广泛采用交-直-交变频器。
二、变频调速的原理和实现算法变压变频的基本原理
根据电机学原理，异步电动机的转速为：n=60 f（1-s）/ p，在改变供电电源频率时，电机的同步转速也相应的改变。当电机在负载条件下运行时，电机转速低于电机的同步转速，两者的差值就是转差，转差的大小与电机的负载有关。
电机定子每相感应电动势的有效值为：Es=4.44fsNksΦm。
由异步电机T型等效电路图1-1可知异步电机端电压与感应电动势的关系式为： U1=E1+I1R1 其中，R1，I1分别为定子绕组阻抗及其流过的电流。在电机控制过程中，使每级磁通中Φm保持为额定值不变是关键的一环。磁通太弱，没有充分利用电机的铁芯，是一种浪费；若增大磁通，又会使铁芯饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。在交流异步电机中，磁通Φm是定子和转子磁动势合成产生的，因此由式Es=4.44fsNksΦm 可知，只要同时协调控制Es和fs，就可以达到控制Φm并使之恒定的目的。对此，需要考虑额定频率以下和额定频率以上两种情况。
1.额定频率以下的调速，要保持Φm不变，当频率fs从额定值介向下调节时，必须同时降低Es，使：Φm=常数即采用恒电动势频率比的控制方式。然而，绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当定子频率fs较高时感应电动势的值也增大，因此可以忽略定子阻抗压降，认为定子相电压Us= Es则得：Φm=K Us/fs=常数，这就是恒压频比（（V/F）的控制方式。低频时，Es和Us都较小，定子阻抗压降所占的比率就比较显著，不能再忽略，这时可以人为的对定子阻抗压降进行补偿，适当的提高逆变器的输出电压。
2.额定频率以上的调速： 在额定频率以上调速时，频率可以从额定值fsn往上提高，但是端电压Us不能继续上升，只能维持在额定值Usn，这将迫使磁通与频率成反比的下降，相当于直流电机的弱磁升速的情况。在整个电机调速范围内，异步电机的控制特性如图1-2所示。如果电机在不同转速下都具有额定电流，则电机都能在温升允许的条件下长期运行。这时电机转矩基本上随磁通变化，因此在额定频率以下为恒转矩调速，在额定频率以上为恒功率调速。
三、变频调速系统的硬件实现
主要由整流器、滤波环节、逆变器、检测环节和控制回路组成。系统主电路采用交-直-交电压型变频器结构，采用SPWM变频技术。
四、变频器的主电路
变频器是将工频交流电变为频率和电压可调的三相交流电的电器设备，用以驱动交流异步（同步）电动机进行变频调速，不但能满足不同生产工艺需要，而且节能效果显著。
过去传统的调速方式是晶闸管直流电动机传动系统，但直流电动机本身存在一些固有的缺点：直流电动机造价高、维护量大；受使用环境制约条件多；最高速度和容量都有一定限制等。而交流调速系统具有结构简单、成本低廉、节能、高精度和响应快速等突出优点。
异步电动机其转速为：，从上式可以看出，改变极对数p、转差率s和调节电源频率f都可以调速。对于同步电动机，运行中改变极对数p会引起失步，对于异步电动机，改变极对数p是有级调速，改变转差率s大部分是耗能调速，唯有改变频率调速是交流电动机较为理想的调速方式。但是只改变频率并不能使电动机得到经济可靠的运行，原因是异步电动机是铁磁结构。对于任何铁磁结构的设备，只有使它的磁通保持为额定磁通，才可使铁磁材料得到充分利用。对于异步电动机，有如下的关系式：U≈E =4.44fNKWφ。
式中，U ：定子电压；E ：定子电动势；f ：定子频率；N ：定子每相绕组的匝数；KW：绕组系数；φ：每极气隙磁通。在变频调速时，为了得到所需的电磁转矩，使电动机的铁磁材料得到充分利用，则应尽可能地使气隙磁通恒定为额定磁通。由U≈E =4.44fNKWφ式可知，为保持气隙磁通φ近似不变，在调节定子频率f时则必须同时改变定子电压U，即U/f =常数。为此，用于交流电动机变频调速的变频器实际上都是变压变频器，即VVVF。由于电机的电压不能超过额定电压，因此，在基频以上调频时，电压U只能保持在额定电压，当电压U一定时，电机的气隙磁通φ随着频率f的升高成比例下降，类似直流电机的弱磁调速，因此，基频以上的调速属恒功率调速。
参考文献：
[1]
模拟电子（清华大学版）
[2]数子电子（清华大学版）
[关键词]IGBT；变频器；整流
中图分类号：TN773 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0294-01
1 整流电路
整流电路是变频器中用来产生直流电的单元。当三相AC电源给由6个晶闸管组成的全波整流桥供电时，晶闸管的导通顺序为VT1―VT6―VT2―VT4―VT3―VT5。输入的三相交流电是正负交变的正旋波，经过整流电路后，其输出波形变成了脉动波（直流），因为二极管具有正向导通，反向截至的特性，所以把输入波形的负半周波形都整成了正半周波形，一般的三相变频器的整流电路由三相全波整流桥组成。它的主要作用是对工频的外部电源进行整流，并给逆变电路和控制电路提供所需要的直流电源。整流电路按其控制方式可以是直流电压源也可以是直流电源。中间直流环节的作用是对整流电路的输出进行平滑，以保证逆变电路和控制电源能够得到质量较高的直流电源。
当整流电路是电压源时中间直流环节的主要元器件是大容量的电解电容，电容的特性：电容两端的电压不能突变，因为电压加在电容两端后首先为电容充电，经过一段时间当充满电后电容会放电，再经过一段时间电放净后又继续充电，所以，电容两端的电压是缓慢变化的，而不会突变。电容的输入波形为脉动波，在wt=0～π时间段内，电压从0开始上升到达波峰（给电容充电），然后从波峰又降为0（电容放电）。根据电容的特性，其输出波形就类似于锯齿波，产生锯齿波的原因：电容充电时，电容两端的电压缓慢上升，但当输入波形到达波峰时，电容还未被充满电，输入波形从波峰开始下降，电容还未被充满电就要放电，所以输出波形从波峰开始下降，当输入波形从波峰降到0时，又开始上升（下一时刻），所以电容又从放电状态转变成充电状态，那么输出波形由刚才下降的趋势再次上升。电容就这样反复充放电状态的转变，输出产生锯齿波形。电容两端电压变化的快慢由电容的充放电时间决定，电容的充放电时间由电容的容量决定。电容的容量越大，其充放电时间越长，那么电容两端的电压变化越缓慢。如果当电容的容量足够大时，充放电时间>>输入波形的周期，那么输出波形就会近似为一条直线，这就是我们需要的最稳定的直流波形
2 逆变电路
逆变电路是变频器最主要的部分之一。它的主要作用是在控制电路的控制下，将整流电路整流输出的直流电变换为电压和频率都任意可调的“交流”电。逆变电路的输出即为变频器的输出，它被用来作为电机的供电电源，从而实现对异步电动机的调速控制。如图1-1所示。图中输入波形为直流波形，经过6个IGBT（绝缘栅型晶体管）v1，v2，v3，v4，v5，v6的有序导通，产生了正负交变、脉宽不等的方波作为输出波形为电机供电。A，B，C分别接在电动机U，V，W上。
图1-1所示的输出波形是三相中的A相的波形，其余两相的波形与A相波形，这三者之间存在空间相位差120度，为了方便分析只分析A相输出，其余两相与A相同理，只不过时间与A相相差120度相位。0～t1时刻，我们看到电流方向是节点A 电机U端，设此方向为正方向。t1～t2时刻， 我们看到电流方向是节点A 电机U端。所以0～t2时刻，脉冲波形在x轴上方。t2～t3时刻，我们看到电流方向是电机U端节点A，与0～t2时刻的电流方向相反。t3～t4时刻，我们看到电流方向是电机U端节点A。所以t2～t4时刻，脉冲波形在x轴下方。综上所述，我们从图1-5所示的输出波形中看到的是正负交变的脉冲波形。我们在本小节开始的叙述中提到过，6个IGBT v1，v2，v3，v4，v5，v6的有序导通，产生了正负交变、脉宽不等的方波作为输出波形为电机供电。“正负交变 ”我们已经解释完了，脉宽不等是怎样产生的呢？ 以及6个IGBT如何按照顺序依次导通。
3 控制电路
IGBT 是受门极触发而导通的，即门极接收到脉冲信号后，IGBT 导通。那么门极信号就是由控制电路发出的 。发出的这些信号控制IGBT的通断顺序以及通断时间，通断时间决定了变频器输出脉冲的宽度 。
首先，控制电路中有两种输入信号，Ur（参考信号）和Uc （载波信号） 。控制电路让U r与Uc进行比较 ，Ur是交流正旋波，Uc是三角波，如图1-2 所示。Ur与Uc形成了一些交点，它们之间的交点以上代表UrUc的部分。我们还以逆变电路中的A相负载为例，A相负载是由V1和V4来控制，V1控制变频器输出波形的正半周，V4控制变频器输出波形的负半周。Ur和Uc在正半周时，当Ur>Uc， V1导通，V4截止，V1导通的时间如图1-2中Uo的正半周，从图中我们可以看出，只看正半周，脉冲宽度靠中间最宽，两侧最窄；Ur和Uc在负半周时，当Ur
总结：综上所述，由于社会经济的快速发展与科技水平的持续进步，变频调速作为工业领域中对电动机的速度控制已是非常流行的一种技术，电动机的启动以及运行都离不开变频调速技术，该技术在电机启动过程中可以大大的降低启动电流，从而大大降低损耗功率，在电动机运行时也可按需以较低的损耗功率调节其转速满足不同的工况需求。
参考文献
[1]王延才.变频器原理及应用.机械工业出版社.2009.
【关键词】 变频器 同步控制 港口
在大量的电机驱动工程实践应用中，为了确保多个电机负载分配的均衡，电机动作的同步，就需要引入同步控制的工作概念，这对于提高驱动系统的控制精度与稳定性而言都是至关重要的。正确把握变频器同步控制的基本工作原理对于促进其实践价值的发挥有重要意义，望引起重视。本文即针对该问题做系统分析与研究。
一、变频器同步控制原理
对于变频器而言，可以说其是最为常见的变频器控制模式之一。主驱动的控制模式以速度性控制为主，从驱动的控制模式则以转矩控制为主。同步控制可能涉及到的工况有如下几个方面：其一，在变频器主驱动与从驱动的电机轴通过传输带，以柔性方式连接的情况下，两者之间不可避免的会发生一定的速度差。此情况下，传输带自身的张力能够缩短主从电机之间的转矩差距，驱动可以速度控制方式运行，确保转速的稳定与可靠。其二，在变频器主驱动与从驱动的电机轴通过齿轮（或者是链条），以刚性方式连接的情况下，由于连接方式已经排除了发生电机速度差的问题。故而，在从驱动以转矩控制方式运行的过程当中，其可以直接通过输出转矩的方式来维持主驱动负荷水平的平稳，而主驱动则负责以速度控制方式完成控制作业。其三，无论采取的柔性还是刚性连接方式，若主从电机在正常运行状态下无法从机械角度确保转动速度的稳定与一致，对于从驱动而言，除要求以速度控制方式运行以外，还需要支持转矩控制模式，实现变频器在速度控制与转矩控制模式之间的灵活切换。
二、变频器同步控制在港口中的应用
港口二期翻车机系统中每次进行2节车皮的翻卸作业，主要构成结构包括前后梁、平台、底梁、以及端环这几个方面。主体结构直接设置在翻车机回转支撑轮上，受驱动电机的影响执行旋转动作，该港口翻车机通过变频器完成驱动。本设计方案，翻车机运行期间可能存在以下几个方面的问题：其一，主驱动出力以及从驱动出力存在较大的偏差问题，主变频器对应运行电流较从变频器而言明显较高；其二，同样是受主变频器与从变频器受力不均的因素影响，导致变频器相关电器元件使用寿命受到严重不良影响，增大主驱动机械结构受力，加剧磨损，最终导致翻车机驱动常见振动问题；其三，由于变频器的控制模式为转速控制，故无法及时针对驱动力矩的变化做出响应，由此导致翻车机在力矩分配上存在严重的问题，电机正常运行期间还可能发生异常抖动方面的问题。
针对该问题，认为改进设计方案的关键在于：对变频驱动控制系统进行调整与优化。改进的目标在于：提高驱动控制的精度以及控制动作的响应时间。确保主变频器、次变频器对应的电机转动速度完全一致，输出转矩完全一致。故而所采取的设计方案为：其一，从主驱动变频器的角度上来说，运行功率设定为200.0kW，以转矩方式进行控制，速度给定方式为PLC模拟量输出，转矩给定方式为负载以及驱动转矩；其二，从从驱动变频器的角度上来说，运行功率设定为200.0kW，以频率方式进行控制，速度给定方式为力矩计算与机械结构，转矩给定方式为主驱动转矩取值。
变频驱动改造期间，在驱动电机上增设了独立运行的测速编码器，同时采取软件形式设定变频器参数并进行调整。同时，从机械对称的角度上来说，将所对应的编码器接线线路进行对换处理，借助于此种方式确保变频器所检测得出的电机旋转方向与实际方向完全一致，降低运行期间发生编码器错误的故障。通过以上改造，该港口翻车机运行平稳，未再次发生电机抖动方面的问题。变频器输出电流基本一致，能够伴随工作负载变化对应发生变动，证实改造效果确切。
三、结束语
总而言之，变频器同步控制需要在电机负载连接以及控制精度的灵活选择上来实现。通过对变频器同步工作原理的严格控制，能够使包括港口在内的各种设备驱动系统对变频器的应用更加可靠与稳定。
参 考 文 献
[1] 李凤阁，林景波，佟为明等. 基于PLC和变频器的同步控制实验系统[J]. 实验技术与管理，2011，28（11）：32-35，40
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关键词 高压变频器；原理；应用
中图分类号：TN773 文献标识码：A 文章编号：1671―7597（2013）031-113-01
现代工业领域中，拥有大量的大功率风机、泵类设备，例如高炉鼓风机、炼钢制氧机、除尘风机、石化生产的压缩机，还有电力工业的给水泵、引风机，矿山的排水泵、排风扇以及城市供水泵等、这些设备的驱动电动机都是400 kW-40000 kW、3 kV-10kV的大功率高压交流电动机，如果不用调速装置，将使电能造成很大的浪费。轧钢机、电力机车等也常用大功率高压电动机驱动或牵引，也需要调速装置来进行精确控制。据统计，高压电动机用电量占总的电动机用电量的2/3以上。因此，在工作实践中不断加强对高压变频器的原理及应用的分析是十分必要的。
1 高压变频器的原理及分类
1.1 原理分析
所谓高压变频器，一般情况下是指电压高于AC380V的变频器，常见的有0.69 kV、2.3 kV、3kV、6kV和10kV电压等级。由于和电网电压相比，只能算作中压，因此在国外通常也称这类变频器为中压变频器（MidiumVoltage）。高压变频器和低压变频器实质上区别不大，在变频原理、机械特性与负载特性、控制技术、对周边电气设备的影响等方面基本上是相同的。只是由于开关器件的耐压、造价和谐波对周边设备影响较大等原因，开发了新的高压变频器主电路拓扑结构。此外因负载对动稳态的要求较高，故对PWM控制方法及控制技术等方面也有许多新的开发。
1.2 高压变频器的分类
高压变频器按结构特点可分为两类结构方式：第一类为高一低一高式高压变频器，由降压变压器将电网高压降为市用低压（如400 V），接人一般低压变频器变频，再经升压变压器升为高压，驱动高压电动机，包含了高、低、高三个环节，故称为高一低一高式高压变频器；第二类为高一高式高压变频器，变频器直接接到电网高压，变频后直接接到高压电动机，只有高、高两个环节，没有低压环节，故称为高一高式高压变频器。这类变频器又分开关器件串联式、钳位式和功率单元串联式三种高压变频器。所谓开关器件串联是指一般两电平变频器每个桥臂用两个或两个以上开关器件串联，以适应承受高压的需要。高压变频器按输出电平可分为两电平和多电平两类，两电平变频器输出只有两个电平，包括高一低一高式、开关器件串联式高压变频器；多电平变频器是指输出多于两电平的变频器，包括钳位式变频器和功率单元串联式变频器，其中三电平钳位式变频器应用最广。
2 电厂应用高压变频器的问题与对策
2.1 选择合适的高压变频器类型
在电厂实际生产中，特别是100 MW以上的机组，生产辅机中高压电机占主要地位，这部分的负载用电占厂自用电的比例很大，因此，使用高压变频技术进行节能改造大有潜力。火电厂可以使用高压变频器的负载很多，主要有锅炉引风机、鼓风机、给水泵、循环水泵、灰浆泵以及给料系统等。目前，结合电厂负荷实际情况做好选型工作是使用高压变频技术最重要的一步。工程实践中，通常选用高―低―高型变频器以及直接高压型变频器中的三电平方案和单元串联多电平方案。①负载容量小于500 kW这个容量范围的变频器占全厂总负荷比例较小，无论是老设备改造还是新建的项目，当谐波并非主要问题时，完全可以采用6脉冲（或者12脉冲），价格低廉，投资回报快，相比之下如果采用变频器，由于系统结构的原因，单位价格（元/kW）非常高，有些大材小用。当然更为理想的是能够采用扃―中方案，变频器直接驱动690VAC电机，系统效率和应用效果都能处于最佳。②负载容量在500 kW-800 kW之间此段容量的高压变频器既可以采用高―低―高方案，也可以采用直接输出高压方案，这就需要用户对装置性能、谐波影响、装置尺寸、安装场地、投资运算、使用维护等多方面综合进行评估。通常情况下，对于新建项目，采用高―中方案，变频器直接驱动690VAC电机，整个系统的综合性能价格比较高，而对于老设备改造项目，如果原有电机不做改动，那么采用三电平电压源型高压变频器和单元串联多电平型高压变频器比较合适。③负载容量在800 kW以上800 kW以上的高压变频器负荷容量相对较大，对于高―低―高或高―中方案来说，690VAC部分的输出电流比较大，截面积较大的输出电缆不便于铺设和连接，因此适宜选用直接输出高压型方案，建议采用三电平电压源型高压变频器或者单元串联多电平型高压变频器。
2.2 实际应用中的问题与对策
高压变频器是集电力电子技术和控制技术为一体的大型电气设备，实际应用中可能碰到各种具体问题需要采取不同对策，以保证设备长期可靠运行。
1）变频器散热无论是哪种形式的高压变频器，其正常发热量大约为容量的4%-6%。对于安装场所来说，必须做好通风散热，过高的环境温度会使变频器输出功率降低，并加速电子元件的老化，影响变频器使用寿命，因此建议给变频器加装通风散热风道或加装空调。
2）变频电机普通电机通过自有的风扇冷却，但在变频调速过程中其冷却效果随着电机转速降低而下降，对于长期运行在较低频率且需要输出较大转矩的场合，应当考虑采用独立电源供电的变频电机。
3）变压器几乎所有形式的高压变频器都有进线变压器，如果采用干式变压器放置在配电室内，最好能配置柜体，并考虑散热。
4）控制电源某些品牌高压变频器需要低压控制电源，建议对控制电源增设UPS保证可靠供电，防止因控制电源故障导致变频器跳闸。
5）旁路刀闸切换对于重要场合的负载，建议增加工频旁路，可以采用简单可靠的旁路刀闸（3只刀闸）配置成切换柜，3只刀闸间建立相互联锁的关系，当变频器故障跳闸后通过刀闸切换，使工频电网直接驱动电机运行。
参考文献
[1]曾允文编.变频调速SVPWM技术的原理、算法与应用[M].机械工业出版社，2010 .
关键词：变频器；节能；应用；原理
前言：早在十九世纪的八十年代就已经发明变频器并得到应用，经过多次的节能和调速等因素的提升，目前在各行业中已经得到了十分广泛的应用。变频器之所以得到广泛的应用，主要是凭借较好的调速性能、较高的功率因数以及能实现软启动模式等优势，能够在节能方面不断开发，下面将对其原理和应用做出分析。
1.变频器概述
根据变频器的工作方式可分为交-交和交-直-交两种变频器。第一种变频器将工频交流电转为电压及频率能够控制的交流电，因此也称为直接式变频器；第二种变频器是将工频交流电转变为直流电，这个过程是利用整流器来实现的，再将其转换为电压及频率可以控制的交流电，因此也称为间接式变频器。我国目前使用较为广泛的是后者。
1.1整流器
我国变频器中采用的整流器一般都是二极管交流器，主要功能就是将工频交流电转化为直流电，除此之外还能利用两组晶体管变流器组成可逆变流器，主要优势是电流可逆从而运转可再生。
1.2逆变器
与整流器恰好相反，逆变器主要功能是将整流器处理后得到的直流电转化为交流电，且电压和频率都能满足异步电动机运行的所有要求。
1.3控制电路
控制电路主要功能是为电动机电路提供信号回路，具体包含电压监测、电流监测、电压运算、频率运算以及逆变器保护电路等。控制电路对逆变器和整理器的控制主要依靠线路回馈信息为主要根据，从而保证正常的频率及电压以确保电动机正常运行。
1.4滤波电路
经过整流器处理后得到的直流电，其电压中的脉冲电压相当于电源频率的至少六倍，经过逆变器处理后得到的电流也会对直流电压有较大影响。因此，为了更好的控制电压的波动情况，可以对脉动电压做吸收处理，主要利用电容和电感来实现，如果装置容量很小，电源和主电路构成器件有余量则可不使用电感，直接通过滤波电路来实现。
2.变频器节能技术原理探讨
2.1功率因数补偿方式利于节能
无功功率会导致设备发热较为严重，而且也会增加电线的损坏，同时由于功率因素降低会导致电网有功功率大幅度降低，这是最为重要的一点。因此，无功电能大部分在线路中被消耗，严重影响设备效率，而且还出现非常严重的浪费现象。而在装置了变频调速设备后，由于变频器中滤波电容能够将无功损耗降到最低，因此使电网有功功率得以大幅度提升。
2.2变频节能方式
依据流体力学来说，功率是压力和流量的成绩，而压力是与转速二次方成正比，流量与转速一次方成正比，功率是与转速的三次方成正比。那么我们假定效率是固定不变的，当调节流量降低时，则转速下降比例与其成正比也随之下降，功率则呈现三次方下降，因此其转速与电机好点功率之间的关系接近于三次方关系。举例说明，如果电机功率为60KW，那么将其转速调节到原来的百分之八十后，其耗电量每小时为三十千瓦，省电率不到百分之五十，但是如果将其调节为原来的一半后，耗电量每小时是六千瓦，但省电率却高达85%。
2.3软启动方式实现的节能
大部分电机的启动都是直接启动，或者是通过Y/D进行启动，启动时电流将超过其额定电流的五六倍左右，此时过大的电流就会电机等设备以及供电电网造成十分严重的影响甚至破坏，同时对电网容量的要求更高。由于启动时间段会形成较大的电流，同时还会发生振动，在振动时会对挡板及阀门造成比较严重的损坏，设备及管路等使用寿命也会相应的缩短。而应用变频器后，变频器装置能够实现软启动模式，也就是启动时电流是从零开始，而且最高也不会超过其额定电流值，因此对机电设备和电网的损害也就大幅降低，同时对供电容量的要求也不会非常高，设备及阀门因受到的振动降低而实现延长寿命的目的。
3.变频器节能技术应用探讨
3.1变频器升速节能技术分析
变频器的升速过程是指从某个较为稳定的状态转换到另外一个同样相对稳定的状态的过程，通常情况下，如果这个过程产生的电流没有高于额定电流，那么升速时间就会比较短。变频器不仅仅是单纯的实现升速或者降速，还能利用升速方式对各个时段加速度进行控制。目前使用最普遍的升速方式有三种，频率时间的S形方式、线性方式和半S形方式。在实际的应用过程中要根据具体情况和环境来选择恰当的升速方式，例如电梯启动后如果在上升或下降的途中突然升速或降速都会让使人感到很不舒服，因此可以选择S形调速方式。但是如果是鼓风机的使用，其低速负载转矩较小，因此最好选择半S形调速方式比较合适。
3.2变频器过载情况下的保护功能分析
变频器过载情况下的保护功能主要是为了保护电动机不会被烧坏，其实根本上就是保证电动机的温度不会超过额定温度值。低频环境中电动机运行很可能由于散热不好而导致比较严重的发热现象，当散热过于严重而导致温度升高超过其额定值后就很可能烧坏电动机。但是使用变频器后，由于变频器具有电子热保护功能，而且在运行频率不相同的情况下其保护曲线也都有所差异，同时其运行的频率也比较低，连续运行的时间可以很短，从而对电机起到保护作用。
结束语：
变频器虽然在多年前就已经使用，但是在各方面的技术都不够成熟，如今节能减排实现可持续发展是我国所提倡的发展之路，因此变频器节能技术得到了较为广泛的推广，同时各行各业也都开始关注变频器节能技术。在引进变频器节能技术的使用后，不仅能够提高茶品质量、节约能源、降低能耗，还能实现企业更大化的经济效益。大庆炼化公司机电仪厂也引进了变频器节能技术的应用，同时对该技术不断的研究和改善，争取更好的为企业节约能源、提高效益。
参考文献
[1]王敬怡.浅析变频器节能技术原理及其应用.科技创新导报， 2013， （14）
[2]周伟.变频器节能技术原理及应用研究.科技致富向导， 2013， （11）
关键词：变频器原理；煤矿；提升系统；选用
中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）12-0169-01
二十一世纪是一个经济快速发展，科学技术高度繁荣的时代，在此种时代背景之下，科学技术在发展过程当中，对于社会的反哺作用越发的明显。技术的应用在很大程度之上，将会进一步提升工作效率以及工作质量。对于煤矿行业来说，井下作业是必将会涉及到的一个问题，而在进行井下作业的过程当中，无论是人员还是煤Y源都将会通过提升系统进行操作，这是煤矿行业在现实作业当中必将会涉及到的一个应用内容。因此，对变频器原理以及选用研究有着鲜明的现实意义。
1 交交变频原理
对于交交变频原理论述，本文将会列举一个单相交交变频电路，对其实际应用方法以及相关的原理进行论述。如图1所示，就是单相交交变频基础电路图。
在实际的应用过程当中，当线路当中的P组进行工作时，则线路当中所具有的负载电流i将会为正，而当N进行工作得时候，则i值为负。在作用过程当中，线路当中的两组规律器将会按照一个规定的频率进行交替工作，这样线路当中的负载就可以得到相关频率内容的交流电。实际应用过程当中只要进一步的改变这两组交流器相关的功率以及频率在应用过程当中就可以进一步的改变系统的实际输出频率W0，这样在实际的作用过程当中，只有进一步改变电路的实际控制角，就可以进一步的改变输出电压所具有的幅值[1]。
2 交直交变频的原理
交直交变频器在实际的设计过程当中，将会主要由三基础部分组成而成其分别是：直流、斩波以及逆变。交直交变频器在实际的工作过程当中，首先将会把三相或者是单项的不引调工频相关电源通过整流桥将其整变为直流电，接着再应用逆变桥实际作用，将直流点基础性质逆变为一个频率任意引调之下的交流电内容[2]。
3 变频器优缺点以及选择
3.1 优点
相关变频器在实际的应用过程当中，其实际具有的可变频率十分稳定，并且在实际的应用过程当中可以不用考虑负载的实际变化情况。因为在应用过程当中，调定相关同步频率是不变得，所以变频器在现实的作用过程当中，其所具有的基础转速并不会发生很大的偏离。同时，在实际的应用过程当中，其所具有的频率调节十分方便，可以利用旋钮进行手工调节或者是直接进行电信号改变进行调节同样可以得到目的，这在很大程度上十分有利于电子自动控制以及其他设备之间的联动[3]。
3.2 缺点
变频器电力电子开关在应用过程中会产生较大的电磁干扰，如不采取措施，这些干扰会严重污染电网，所以必须迁用经过 EMC（电磁兼容）测试合格的品牌。其次，变频器本身有十分鲜明的功率消耗问题，所以安装时要注意散热。
3.3 变频器选择
通常情况之下，对于使用的变频器在很大程度之上都是进一步的根据相关应用电机所具有的额定电流、相关的额定电压和启动电流等基础内容进行考虑。本文的论述内容，对于变频器的选择将会基于以上各个条件都恒定的条件下进行论述。立足于现阶段的两种基本应用技术所具有的优缺点来进行分析，我们国家当中的大型和一些特大型煤矿在实际的发展过程当中，因为相关的交变频将会被应用到500KW及以上的低速电场之下。而对于一些中小型企业以及一部分类型的特大型煤矿来说，在实际的建设过程当中，还是更加的适合与应用到交直交变频比较合适。对于交直交技术来说，因为其现阶段的发展已经得到了很好的完善，所以在实际的发展过程当中，这部分技术已经具有了很多的应用经验以及相关的维护经验，所以在现实的应用过程当中，使用起来也十分的顺手。
4 结语
综上所述，我们国家是一个人口众多的国家，煤矿资源作为现阶段最为普及的一种资源，需要在实际发展过程当中发挥更加重要的作用。煤矿提升系统是大系统当中的一个重要组成部分，其在实际的建设过程当中将会发挥十分重要的作用，是不可以缺少的一个重要内容。本文以上内容里立足于变频器原理，对其在煤矿提升系统当中的选用进行了论述。希望可以本文的论述，促进我们国家的煤矿行业进一步发展。
参考文献
[1]刘昀，董湘陵，朱思国.功率单元级联型高压变频器原理与应用[J].大众用电，2008，01：20-21.
[2]王宝华，杨占惠.浅谈变频器原理及在煤矿提升系统中的选用[J].科技信息，2008，30：40-41.
[关键词] 变频器；分类；安装规范。
中图分类号： TM411 文献标识码： A 文章编号：
一、变频器的定义
变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对变频器主电路的控制，整流电路将交流电变换成为直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频调速通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。
二、变频器的基本原理及分类
交流电动机的同步转速表达式位：
n＝60 f(1－s)/p
式中 n———电动机的转速；
f———电动机的频率；
s———电动机转差率；
p———电动机极对数。
由上式我们可以知道，转差率s不变，调节电动机电源频率f，电动机的转速n大致随之成正比变化。若要均匀地改变电动机电源频率f，则可平滑地改变电动机的转速，从而达到调节电动机转速的目的。
目前国内外变频器种类很多，具体可按以下几种方式进行分类。
按变换环节分类
交—直—交型变频器
交—直—交型变频器是首先将工频交流电整流成直流电，通过滤波转换成较为平滑的直流电，再将平滑的直流电逆变成频率连续可调的交流电。由于其整个过程较容易控制，以及调频后的电动机特性等方面都有明显的优势。因此这种变频器得到广泛使用。
2.交—交型变频器
交—交型变频器是把工频交流电直接转换成频率连续可调的交流电。其结构优点省去了中间环节，变换效率高；但其连续可调的频率范围窄，一般为额定频率的1/2以下，所以它主要用于低速大容量的调速控制系统中。
（二）按输入电压的相数分类
1.三相变频器
三相变频器的输入侧和输出侧都是三相交流电，目前绝大多数应用的都是三相变频器。
2.单相变频器
单相变频器的输入端是单相交流电，而输出侧是三相交流电。此类变频器的容量较小，常用于家用电器中对电动机的变频调速用。
（三）按输出电压的调制方式分类
1.脉幅调制 PAM
脉幅调制是通过调节输出脉冲的幅值来调节输出电压的一种方式。
2.脉宽调制 PWM
脉宽调制是通过改变输出脉冲的宽度和占空比来调节输出电压的一种方式。
（四）按滤波方式分类
1.电压型变频器
这种变频器适用于在不超过容量限度的情况下，可以驱动多台电动机并联运行，具有良好的通用性。
2.电流型变频器
在交—直—交变频器中，其中间电路采用串联大电感滤波时，直流回路中的电流波形比较平直，对负载来说基本上是一个恒流源，输出交流电流是矩形波或阶梯波，这叫做电流源变频器，或称电流型变频器。
（五）按电压等级分类
1.低压型变频器
此类变频器单相电压为220V~240V、三相电压为220V或380V~460V,容量为0.2~280KVA，多则达500kVA。因此，又把这类变频器称为中小容量变频器。
2.高（中）压型变频器
高（中）压型变频器通常是指电压等级在1kV以上的大容量型变频器，其容量多为500kVA以上。
三、变频器及设备的选择
（一）变频器选型
1、按照变频器内部直流电源的性质分为两种。电流型变频器适用于频繁急加减速的大容量电动机的传动控制，并在主电路不附加任何设备的情况下就可实现电动机的再生发电制动；电压型变频器则适用于多台电动机并联运行的传动控制，但需要在电源侧附加反并联逆变器，才可以实现电动机的再生发电制动。
2、可根据受控电动机功率及现场安装条件选用合适的类型。一种是固定式，功率一般在37kW以下；第二种是书本型，功率为0.2~37kW，占用空间相对较小，安装时可紧密排列；第三种是装机/装柜型，功率为45~200kW，需要附加电路及整体固定壳体，体积较为庞大；第四种为柜型，控制功率为45~1500kW，具备装机/装柜型的特点，且占用空间很大。
3、从变频器的电压等级来看，有单相AC230V,也有三相AC 208~230V、380~460V、500~575V、660~690V等多个等级，应根据电动机的额定电压进行选择。
4、变频器的防护等级分为IP10、IP20、IP30、IP40，分别能防止Φ50，Φ12，Φ2.5，Φ1固体物进入。应根据变频器使用场所来选择相应的防护等级，以防止鼠害、异物等进入。
5、从变频器的最高输出频率来看，有50Hz/60Hz、120 Hz、240 Hz或更高，应根据电动机的调速最大值进行选择。
6、使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。因此在高速电机的变频器选型时，其容量要稍大于普通的电机。
7、对于一些特殊应用场合，如在高温，高海拔的条件下时，可能会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。
变频器在选型时，除兼顾上述几点要求外，还应综合考虑负载特性和生产现场的实际情况，才能正确选择合适的型式。
变频器设备的选择
变频器的设备是用来构成更好的调速或节能系统，选用设备通常是为了提高系统的安全性和可靠性，增加对变频器和电动机的保护，减少变频器对其他设备的不利影响。
变频器设备主要有：输入变压器、空气断路器、交流接触器、交流电抗器、滤波器、直流电抗器、制动电阻等。结合我厂实际工作情况，需要技术人员确定设备参数、设计原理图及二次控制图的主要设备有低压断路器、交流接触器。
四、变频器接线规范及其安装、使用中的注意事项
（一）变频器接线规范
1、信号线与动力线须分开走线：使用模拟量信号进行远程控制变频器时，为减少模拟量受来自变频器和其它设备的干扰，请将控制变频器的信号线与强电回路分开走线，且距离应在30cm以上。即使在控制柜内，同样要保持这样的接线规范。该信号与变频器之间的控制回路线最长不得超过50m。
2、信号线与动力线须分别放置在不同的金属管道或软管内：放置信号线的金属管一直要延伸到变频器的控制端子处，确保信号线与动力线彻底分开。模拟量控制信号线应使用双股绞合屏蔽线，规格为0.75mm2。在接线时要注意，电缆剥线时要尽可能短（5-7mm左右），同时对剥线以后的屏蔽层要用绝缘胶布包裹起来，以防止屏蔽线与其它设备的接触引入干扰。
(二) 变频器安装要求及实际使用问题的解决办法
1、变频器在控制柜内的安装方式
在变频器的实际应用中，小功率的变频器有需要将多台安装在同一控制柜内，为减少相互热影响，一般建议横向并列放置，如要求必须上下纵向安装时，为降低散热造成的不利影响，应在变频器之间加入隔板。
2、温度要求。一般要求为 0～55℃，但为了保证变频器工作时的安全可靠，使用时最好控制在40℃以下。周围温度的下限值多为0℃或–10℃,以不结露为前提条件。在控制柜中，变频器一般安装在柜体的上部，严格遵守产品说明书中的安装要求，绝不允许把发热元件或易发热元件紧靠在变频器的底部安装。当周围环境温度变化较大时，变频器内部易出现结露现象，导致其绝缘性能降低，甚至可能引发短路事故。必要时，在控制柜中加入干燥剂和加热器。较大功率的变频器还需要在控制柜内加装风扇，其风道要求设计合理，所有进风口要设置防尘网，排风通畅，避免在柜中形成涡流，造成灰尘堆积；根据变频器说明书的通风量来选择匹配的风扇，其安装要注意防震问题。
3、抗振动和冲击。变频器控制柜受到机械振动或冲击时，会引起电气接触不良。尽量提高控制柜的机械强度、远离冲击源，必要时使用抗震橡皮垫固定控制柜内电磁开关类可能产生振动的元器件。
4、抗电磁波干扰。变频器控制柜内的仪表和电子系统应选用金属外壳，屏蔽变频器对仪表的电磁干扰。所有元器件可靠接地，除此之外，各电气元件、仪表之间的连线应选用屏蔽控制线，母线与动力线要保持不少于100mm的距离。
5、防护要求
1）防水：如果变频器放在现场，需要注意变频器控制柜上方不能有管道法兰或其他漏水点，在其附近不能有喷溅水流，且变频器柜柜体防护等级要在IP43以上。
2）防尘：所有进风口要设置防尘网阻隔絮状物进入，防尘网应为可拆卸式，以方便清理。防尘网网格根据现场的具体情况确定，防尘网四周与控制柜的结合处要处理严密。
6、变频器的接地
正确的接地是提高系统稳定性的重要手段。变频器接地端子的接地电阻越小越好，接地导线截面积不小于4mm2，长度不超过5m。变频器的接地应和动力设备的接地点分开，不共地。
六、总结
目前变频器在工业、民建等诸多行业应用较为广泛，国内外变频器的品牌型号种类繁多，价格也相差较大。例如国外有ABB、西门子、施耐德等知名品牌，国内有英威腾、四方、青岛立邦达等多个品牌，国内变频器价位较国外要低很多，同等功率可能相差一倍甚至更多。在一般情况下，变频器品牌根据甲方用户的要求进行选取，工业用户多用国外品牌。主要是依据图纸设计意图，对所选用的变频器参数和设备是否合理进行分析，如需按招标方要求进行转型时，再查找相关厂家资料，以求得和原图纸型号中功能相一致的替代产品，使得自身在投标过程中能取得一定优势，有利于企业在行业中的发展壮大。
[参考文献]
[1] 《低压开关柜安装、调试、运行与维护手册》
[2] 《电气设备安装、试验、检修与运行维护手册》
【关键词】变频技术；调速；节能
七十年代以前，在用到调速拖动的场合几乎全部使用的是直流电机。直流电机具有良好的调速性能，主要表现在调速范围广、稳定性好、过载能力强，但是其制作与维护十分繁杂，特别是电动机本身的换向器及电刷维护保养困难、寿命短等方面存在不足。异步电动机是可以解决换向器及其电刷的问题，可是交流电机调速存在着调速性能差，功率因数低等的缺点。随着交流变频技术的发展，变频技术控制交流电机能够较好的解决异步电机调速所存在的问题，从而逐步取代直流调速成为拖动调速的主流技术。
那么，什么是变频技术和变频器呢？通过改变交流电频率的方式实现交流电控制的技术就叫变频技术。在此技术上产生的变频器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。通常，把能将电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称为变频器。
1.变频调速原理
在拖动系统中，用变频器驱动电动机的目的就是实现调速，让电动机按照希望的方式运转。但不论系统是否采用调速，稳定运行是必须的，即要求系统在受到扰动时有自动恢复的能力。系统的负载特性不能依靠改变外加电气参数来改变，只能改变电动机自身的电气参数来实现。由于电动机机械特性曲线是由电动机本身多个电气参数决定的，通过改变这些电气参数，得到不同的人为机械特性，从而使新的人为机械特性曲线与负载特性曲线形成新的稳定交点，实现稳定速度调节，这就是引入变频器驱动电动机实现调速的基本原理。电动机械特性随电动机自身电气参数改变而改变，但由于系统转动惯量的存在，转速不能突变，一旦外部施加的电气参数改变，必然引起电动机电磁转矩的突变，从而破坏原来的转矩平衡关系而产生新的系统合转矩。该合转矩将对系统产生一个加速度，使系统加速或减速。当外部参数稳定之后，系统转速过渡到新的稳定状态，这个加速或减速过程就称为调速过程。
三相异步电动机的转速公式为：
n = n1 （1-s）=60f（1-s）/p （1）
式中： n ― 电机的转速，r/min n1 ― 同步转速，r/min p ― 磁极对数 ， s ― 转差率，% f ― 频率，Hz 由转速公式（1）可知， 我们可以通过改变极对数、转差率和频率的方法实现对异步电机的调速。前两种方法转差损耗大，效率低，对电机特性都有一定的局限性。变频调速是通过改变定子电源频率来改变同步频率实现电机调速的。在调速的整个过程中，从高速到低速可以保持有限的转差率，实际上仅仅改变电动机的频率并不能获得良好的变频特性，因为由异步电机的电势公式可知，外加电压近似与频率和磁通乘积成正比，即： U∝E=C1fΦ （2） 式（2）中，C1为常数，因此有： Φ∝E/f≈U/f （3）
若外加电压不变，则磁通Φ随频率而改变，如频率f下降，磁通Φ会增加，造成磁路过饱和，励磁电流增加，功率因数下降，铁心和线圈过热，显然这是不允许的。为此，要在降频的同时还要降压，这就要求频率与电压协调控制。此外，在许多场合，为了保持在调速时，电机产生最大转矩不变，需要维持磁通不变，这可由频率和电压协调控制来实现，故称为可变频率可变电压调速（VVVF），简称变频调速。
2.变频技术的优势
调速时平滑性好，效率高。低速时，相对稳定性好，调速范围较大，精度高；起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显；变频器体积小， 便于安装、调试、维修简便，易于实现过程自动化；必须有专用的变频电源，目前造价较高；在恒转矩调速时，低速段电动机的过载能力大为降低。
3.变频技术的应用
3.1 在节能方面的应用
在使用变频技术之后， 风机、泵类负载的节能效果最为明显， 节电率能够达到20%～60%，这是因为风机、水泵类负载的耗用功率与转速的三次方成正比，那么当所需要的流量较小时，其转速较低，所造成的耗用功率的降低是相当明显的。而传统的挡板或阀门进行流量调节时，对于耗用功率的影响并不大。
3.2 在控制电机运行方面的应用
首先是在控制电机的正、反转方面： 只需要更改变频器内部逆变管的开关顺序，就能够实现输出换向，而不会造成因换向不当而烧毁电机的现象。在加速、减速方面：因为变频器调速系统的起动一般都是从低速区开始，频率比较低。加、减速时间能够任意设定，那么就可以做到使加减速过程平稳，减小起动电流。在变频器调速系统制动时，变频器可以利用自己的制动回路，将机械负载的能量消耗在制动电阻上。另外，变频器还具有直流制动功能，在需要制动的时候，变频器给电动机施加一个相反的直流电压，进行制动，而不需要另外增加制动控制电路。
3.3 在提高产品质量和工艺水平方面的应用
变频器除了应用在泵类、风机等类型的负载上之外，还可以应用于传送、卷绕、起重、挤压、机床等各种机械设备的控制上，它能够提高产品质量，延长设备的正常工作周期和使用寿命，使操作和控制系统得以简化，从而提高整个设备的控制水平。
4.变频技术的发展趋势
在当代，电力电子器件的基片从Si（硅）发展成了SiC（碳化硅），从而使得电力电子器件能够更加耐高压、耐高温、低功耗，并且能够制造出体积更小、容量更大的驱动装置。永动磁铁电动机也在开发研制当中，IT技术的迅速普及，以及人们思维理念的变化，这些方面的发展，使得变频技术在以下几个方面得到发展。
4.1 高频控制智能化
智能化的变频器一经安装就可以使用，不必进行过多设定，而且能够进行故障自诊断、遥控诊断以及部件自动置换，从而确保变频器较长的使用寿命。同时，使用互联网能够实现多台变频器的联动，甚至是整个工厂范围变频器综合管理控制系统。
4.2 主控一体化
变频器的设计专门化，能够使得变频器在某一特定领域控制功能更强，比如风机、水泵专用变频器、起重机械专用变频器等等。此外，变频器还有与电机一体化设计的趋势，从而使变频器成为电机的一个部分，使设备体积更小， 控制更方便。
4.3 变频器的环保化
环保是当今社会的一个主题，21世纪的电力拖动装置应该着重考虑的是节能，而变频器能量转换过程中的低公害，使得变频器在使用过程中的噪声、电源谐波对电网的污染等问题减小到最低程度。
5.结语
交流变频调速传动装置已在我国各行业得到广泛应用，并已取得了极佳的经济节能效益。随着新型大功率半导体器件的推出，控制理论不断更新和发展，现今变频器向着大功率、高电压的方向发展，控制精确度和动态特性也越趋完善。大力发展变频调速技术，必需把我国变频调速技术提高到一个新水平，缩小与世界先进水平的差距，提高自主开发能力，满足国民经济重点工程建设和市场的需求。规范我国变频调速技术方面的标准，提高产品可靠性工艺水平，实现规模化、标准化生产。
参考文献：
[1]王占奎等 变频调速应用百例 [M]北京：科学出版社，1999.
关键词：变频器 原理 应用 电机
随着经济的不断进步，高层建筑不断的增多，为此电梯成为了建筑中必不可少的运输工具。而在电梯运行的过程中，其运行效率就尤为重要，随着一代又一代的电梯设计的创新，变频调速成为了市场上的主要调速方式。变频器就是这样一种通过改变频率而改变电机运行速度的设备。
1 变频器
1.1 变频技术概念
变频技术就是将工频电源变换成所需频率的交流电源，从而实现电机的调速。我国的电网电压为220V、50Hz，显然，电网的频率就是50Hz。而交流异步电动机的转速与交流电源频率存在着这样的关系， 。其中p为极对数，f为电机两端的电网频率，s为转差率。显然，电机的转速与交流电源的频率成正比关系，当p、s一定的情况下，就可以通过改变交流电源的频率来改变电机的频率，这就是变频调速技术。
1.2 变频器的结构
变频器分为两类，分别是交-交变频和交-直-交变频。其中交-交变频只有一个环节，并且采用反并联的可逆线路，因此需要大量的功率元件，除此之外，还因为受到脉动转矩和谐波电流的限制，所以其最高的输出频率往往不能超过电网频率的一半，这些情况导致交-交变频器的应用不能得到推广。
为此常用的变频器采用交-直-交变频器。这种变频器按中间直流环节分为电压源型和电流源型。区分的办法则观查是使用大电容滤波还是大电感滤波，使用大电容滤波的是电压源型，直流电压平直，可多机传动，但是动态响应慢，不能实现回馈制动。而使用大电感滤波的是电流源型，电流波形平直，动态响应快，可以实现四象限运行，适用于单电机的可逆传动。
SPWM波形是变频器逆变回路常常采用的一种调制波形，采用正弦脉宽调制波形可以方便的控制等效正弦波的幅值以及频率。并且以此为基础又发展了三电平PWM菱形调制，除了能够获得更小的谐波分量外，还可以获得更好的低速性能。
变频器的整流回路往往采用不可控整流，与逆变电路区别很大，受到电流、开关频率、电压、控制回路的要求的影响，功率器件的发展，使得半控型的SCR已经很少使用了。而全控型器件中GTO和BJT属于电流控制型，驱动比较复杂，但是功率较大。P-MOSFET属于场控型器件，虽然功率低但是其开关频率高，而且有着很高的可靠性。
1.3 变频器的控制原理
PWM控制，是在调节频率的同时，不改变脉冲电压幅度的大小，只是改变脉冲的占空比，从而实现变频变压的效果。逆变器通常采用6个绝缘栅极晶体管构成大功率晶体管开关组合，即功率模块。6个晶体管的状态决定电机绕组中电流的方向，开关动作的快慢决定了通入电机绕组电流的频率，开关脉冲依次控制晶体管的通断，从而使电机转动。
2 变频器的应用
2.1 变频器的特点
如今变频器的应用已经十分的广泛，因为其自身所具有的特点有利于工业、工程等方面的应用。首先是变频器维护简单，而且一旦投入运行，故障率通常情况下很少，只需要有规律的巡检、定期更换易损元件以及清扫即可。有规律的巡检以及清扫是为了防止灰尘引起放热与短路，从而保障了变频器的正常运行。而更换易损元件则是担心电子元器件的使用寿命耗尽引起不必要的事故。
其次则是起动性能好。变频器的起动是无级进行的，电压与频率逐渐升高，直到达到给定值。这个更有利于调节起动时间和加减速时间，以及通过调节给定信号的斜坡函数发生器的参数，使其能够更加平滑的起动。
再者就是变频器的调速性能好，调速性能好坏的指标有两个，一个是调速范围，另一个就是机械特性。由于变频器的种类繁多，对于不同的负载都有着不同的变频器与之对应。例如：对于恒转矩负载则需要选择过载能力大的变频器；而对于恒功率负载，由于转速与转矩成反比例关系，则需要解决低转速阶段转矩问题；对于位能性负载则要求可四象限运行的变频器即可。变压变频是异步电动机变频调速的基本控制方式，在基频以下采用恒压频比的控制方式，基本上保持磁通在各级转速上恒定，机械特性随转速下降而平行下移，硬度好。
变频器的保护功能十分齐全，其内部建有电流闭环，能够严格控制电流，并且能够 很容易的通过设定保护电流以实现过电流和过载保护。甚至有的变频器还提供绝缘检测功能，能够检测逆变回路、电源以及电机的绝缘情况，进而能够及时发出警报并且发出跳闸信号。除此之外，有的变频器还提供试验和诊断功能，进一步确保变频器的安全运行。
2.2 变频器的应用
随着社会的不断进步，不同场合用到的电机种类各不相同，为此变频器的种类也是各种各样的。现如今使用无刷电动机作为压缩机电机的空调器采用交-直-交方式，并且分为两类，一类只有压缩机电机采用无刷直流电机，另一类则是不仅仅有压缩机，室内风机、室外风机都采用无刷直流电机，即全直流变频空调器。这些仅仅是变频其在空调方面的应用。
而变频器在电厂等重要场合中还需要注意一些事项，例如：安装处的工作温度、腐蚀性气体、震动与冲击以及电磁波干扰。为此在选择变频器时则需要注意选择变频器的目的、变频器的负载类型以及变频器是否与负载匹配等等，无论哪种因素都可能造成变频器的不正常工作，这就使得选择正确的变频器尤为重要。
3 总结
目前变频控制技术由PWM向PAM方向发展。这是因为PWM控制方式在调速过程中受到电机上限转速的限制。而采用PAM控制方式则其转速可以提高1.5倍左右，这样的提升有助于提高变频器在空调、冰箱等快速制冷、制热能力的应用。除此之外，由于PAM在调整电压时具有对电流波形整形的作用，从而获得更高的效率，抑制高次谐波的生成，并且减少对电网电压的污染。
参考文献：
[1] 李艳丽.变频器的基本原理与应用[J].城市建设理论研究，2012，（13）：10-13.
[2] 李治和.变频器的工作原理和控制方式[J].煤炭技术，2009，28（8）：8-12.
[关键词]变频器 节能技术 矢量控制 利用效率
中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）18-0135-01
1 前言
随着社会经济的发展与科学技术的不断提高，我国对于能源资源的消耗也在快速增长，尤其是工业领域，更是能耗大头。为了实现社会可持续发展，就需要利用技术革新的手段，来达到资源消耗减少的目的，这也是近些年来社会民众所关注的热点话题。而变频器节能技术正是能够实现资源消耗减少的技术之一，也成为了研究人员关注的重点。目前，在我国的制造业的车间生产、加工等类型的企业，都需要使用许多的风机与泵类设备。这些设备在平常运转时需要消耗许多的电能，属于能源消耗的大头。按照通常的经验来看，这些设备在挡板、阀门等位置的电流消耗，还有由平日里维修以及保养的费用总共在总成本中占到四分之一的比重。对于企业而言，这算得上是一笔较高的成本支出了。通过有效的使用变频器，足以有效地减少这一类设备的耗电。在企业竞争越来越激烈的当下，减少成本支出能够有效加强企业在市场上的竞争力，还能相应国家倡导的节能降耗的口号，所以，对变频节能技术的使用时非常重要的。
2 变频节能技术基本理论
从理论上看，变频技术的重点就是怎样达到对电流频率能够随意调整的目的，按照电力设备运转时的做功情形来看，对其频率与电流频率实施相关匹配，由此来减少某些非必要的电能支出。目前在变频技术领域发展较好的技术就是变频调速。
从当下来看，扁皮技术通常涵盖了计算机技术、电力电子技术以及点击传动技术等，应该算是综合型较强的一种技术。在变频技术的使用时，通常是对机械设备的强弱电展开控制与调整。利用把工频电流的信号转化为别的频率，在这个工作过程中，需要通过专业的半导体原件来把交流电转化为直流电，在逆变器对电流与电压实施调控之际让机电设备实现无极调速的状态。[1]
总体而言，变频技术基本上就是对电流频率展开调整，由此来达到对电机转速的高效控制的目的，从而来降低电动机在运转时的电能浪费，进一步加强电动机的节能效率。变频技术的关键点在于，能够确保电机的安全有序运转，电动机的功率足以满足正常工作的需求。在不同运转的情况下，利用变频技术能够对点击实现自主的减速与加速，如此就能够在确保电机在完成正常工作之际，还能够减少电力消耗。
在日常工作中，变频器一般是利用转矩直接控制与矢量控制的办法来实现对电机的电流频率调控。从变频器技术的发展趋势看，在人工神经网络与模糊自动化控制方面，已经取得了长足的发展。笔者相信随着电力技术与半导体通信传输技术的发展，变频器的综合性能将会发展的更好，同时变频器不但能够减少电力资源的浪费，还能达到对内部系统的变成和内部通信控制的目的，此外添加相关的控制参数还能够加强设备的识别与控制效果。
3 变频器的节能原理
3.1 变频节能方式
按照流体力学可知，功率=压力*流量，从这个等式我们能够看到，在流量恒定的状况下，随着压力的提升，功率也会上涨。根据上述公式可得，在水泵效率一定的情况下，倘若调节的流量减少了，那么水泵的转速应该也会按比例的减少，按照上述公式可得，那么水泵的功率也会按立方关系减少。从该角度出发，那么就可以相仿的看做，水泵的转速与电机耗电功率是相仿的立方比关系。像是一台功率为五十五千瓦的水泵电机，倘若将其转速减少到原来的四分之三，那么耗电量就是二十八千瓦每小时，在该情况下，水泵的省电率达到了近百分五十。
3.2 使用功率因数补偿办法来实现节能
对于电机而言，倘若有无功的功率，那么就代表了设备自身的系统与设计标准存在缺陷。无功的功率容易造成电机发热，在实际使用时，会加快电线与电缆的磨损，相关的绝缘材料也很快损毁。但是对于电机而言，最主要的就是功率因数的减少，这回造成电网的有功功率产生减少的情况。在该情况下，会造成许多的电能在线路传输之际被浪费掉。[2]
不但影响了设备的正常使用，还使得电力资源被浪费了。
利用变频调速技术，通过变频器内部的滤波电容，从而减少无功损耗。无功损耗减少后，就能有效加强电网的有功功率，此外电机等设备的功率能够正常使用，加强作业效率，减少电力损耗。
3.3 使用软启动的办法来实施节能
在变频器的装置中，利用软启动能够降低电能消耗。其基本原理是，在电机或是水泵、风气运转时，通过软启动的办法，能够让启动电流从零开始，通常来说，最大的电流，其数值是不会超过设备的额定电流。如此，利用这种控制电流的方式，就能减少对电网的冲击，同时减少设备电容的损耗，由此来提高其他零部件的使用寿命，减少维修成本，增加企业经济收入。
4 变频节能技术的应用案例
变频节能技术在水泵工作时，能够达到比较好的节能效果。像是笔者对一百六十千瓦的循环水泵实施安装变频调速器前后一致使用时间的试验，发现设置变频器后的耗电量会明显少于不设置变频器的水泵，所以对于长期使用的水泵而言，一旦安装了变频器，其所节约的电力成本，在经过足够的时间后就会超出设备的自身价格。
4.1 在进行变频改造之前的控制模式
在循环水泵的工作中，当流量因为工艺的需要而改变时，就需要使用调节水泵出口入口的开度办法来实施对水泵流量的控制，这种调节办法也被叫做是节流调节，在本文中的例子，出口与入口的阀门开度都在百分五十左右。[3]
4.2 在进行变频改造之后的控制模式
在循环水泵的工作里，当流量因为工艺的需求而调整时，入口与出口的阀门都彻底被打开，使用对电动机转速展开调节的办法来找到更为适宜的、新的工作点，由此来获取适宜的流量。按照实际情况与现场的实际需求来达到手动控制或是自动控制的目的，最根本的就是为了实现电能的节约。
5 结语
随着社会经济的发展与科学技术的不断提高，我国对于能源资源的消耗也在快速增长，尤其是工业领域，更是能耗大头。为了实现社会可持续发展，就需要利用技术革新的手段，来达到资源消耗减少的目的，这也是近些年来社会民众所关注的热点话题。而变频节能技术是近年来发展的较好的能达到节能降耗目的的技术之一。此外，该项技术的原理较为简单，同时随着技术的进步其使用的范围也会慢慢亏大，并且节能效率也会逐渐提高。对于企业而言，在国家倡导节能降耗的大背景下，需要对变频节能技术的效果进行综合分析，按期、有层次的慢慢淘汰常规电气设备，由此来加强变频节能技术的使用水平。
参考文献
[1]吴玉贵.浅谈变频器对风电系统轴电压和轴电流的影响[J].电子制作. 2015（05）
[2]马智慧.基于S120变频器的炉顶探尺控制方法及应用[J].冶金自动化. 2015（02）
[3]凌文明.汇川变频器及物联网监控系统在施工升降机上的应用[J]. 企业科技与发展. 2015（03）