1、什么是變頻器？
變頻器是利用電力半導(dǎo)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，能實現(xiàn)對交流異步電機的軟起動、變頻調(diào)速、提高運轉(zhuǎn)精度、改變功率因數(shù)、過流/過壓/過載保護等功能。國內(nèi)技術(shù)較領(lǐng)先的品牌有日業(yè)、英威騰、匯川、三 晶、紫日電氣科技有限公司、雷諾爾、歐瑞(原煙臺惠豐)、藍(lán)海華騰�！�
2、PWM和PAM的不同點是什么？
PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫，按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)值方式。
變頻器
PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脈沖幅度調(diào)制) 縮寫，是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖幅度，以調(diào)節(jié)輸出量值和波形的一種調(diào)制方式。
3、電壓型與電流型有什么不同？
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。
4、為什么變頻器的電壓與頻率成比例的改變？
任何電動機的電磁轉(zhuǎn)矩都是電流和磁通相互作用的結(jié)果，電流是不允許超過額定值的，否則將引起電動機的發(fā)熱。因此，如果磁通減小，電磁轉(zhuǎn)矩也必減小，導(dǎo)致帶載能力降低。
由公式E=4.44*K*F*N*Φ 可以看出，在變頻調(diào)速時，電動機的磁路隨著運行頻率fX是在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，它極容易使電動機的磁路嚴(yán)重飽和，導(dǎo)致勵磁電流的波形嚴(yán)重畸變，產(chǎn)生峰值很高的尖峰電流。
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(xiàn)象的產(chǎn)生。這種控制方式多用于風(fēng)機、泵類節(jié)能型變頻器。
5、電動機使用工頻電源驅(qū)動時，電壓下降則電流增加；對于變頻器驅(qū)動，如果頻率下降時電壓也下降，那么電流是否增加？
頻率下降（低速）時,如果輸出相同的功率,則電流增加,但在轉(zhuǎn)矩一定的條件下,電流幾乎不變。
6、采用變頻器運轉(zhuǎn)時，電機的起動電流、起動轉(zhuǎn)矩怎樣？
采用變頻器運轉(zhuǎn)，隨著電機的加速相應(yīng)提高頻率和電壓，起動電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機種不同，為125%~200%)。用工頻電源直接起動時，起動電流為額定電流6~7倍，因此，將產(chǎn)生機械電氣上的沖擊。采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(zhuǎn)矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩；對于帶有轉(zhuǎn)矩自動增強功能的變頻器，起動轉(zhuǎn)矩為100%以上，可以帶全負(fù)載起動。
7、V/f模式是什么意思？
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(guān)系是考慮了電機特性而預(yù)先決定的，通常在控制器的存儲裝置（ROM）中存有幾種特性，可以用開關(guān)或標(biāo)度盤進行選擇。
8、按比例地改V和f時，電機的轉(zhuǎn)矩如何變化？
頻率下降時完全成比例地降低電壓，那么由于交流阻抗變小而直流電阻不變，將造成在低速下產(chǎn)生地轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩,這種補償稱增強起動�？梢圆捎酶鞣N方法實現(xiàn),有自動進行的方法、選擇V/f模式或調(diào)整電位器等方法。
9、在說明書上寫著變速范圍60~6Hz，即10：1，那么在6Hz以下就沒有輸出功率嗎？
在6Hz以下仍可輸出功率，但根據(jù)電機溫升和起動轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩而不會引起嚴(yán)重的發(fā)熱問題。變頻器實際輸出頻率（起動頻率）根據(jù)機種為0.5~3Hz。.
10、對于一般電機的組合是在60Hz以上也要求轉(zhuǎn)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，大體為恒功率特性，在 高速下要求相同轉(zhuǎn)矩時，必須注意電機與變頻器容量的選擇。
11、所謂開環(huán)是什么意思？
給所使用的電機裝置設(shè)速度檢出器（PG），將實際轉(zhuǎn)速反饋給控制裝置進行控制的，稱為“閉環(huán) ”，不用PG運轉(zhuǎn)的就叫作“開環(huán)”。通用變頻器多為開環(huán)方式，也有的機種利用選件可進行PG反饋.無速度傳感器閉環(huán)控制方式是根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型根據(jù)磁通推算電機的實際速度，相當(dāng)于用一個虛擬的速度傳感器形成閉環(huán)控制。
12、實際轉(zhuǎn)速對于給定速度有偏差時如何辦？
開環(huán)時，變頻器即使輸出給定頻率，電機在帶負(fù)載運行時，電機的轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)差率的范圍內(nèi)（1%~5%）變動。對于要求調(diào)速精度比較高，即使負(fù)載變動也要求在近于給定速度下運轉(zhuǎn)的場合，可采用具有PG反饋功能的變頻器（選用件）。
13、如果用帶有PG的電機，進行反饋后速度精度能提高嗎？
具有PG反饋功能的變頻器，精度有提高。但速度精度的值取決于PG本身的精度和變頻器輸出頻率的分辨率。
14、失速防止功能是什么意思？
如果給定的加速時間過短，變頻器的輸出頻率變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過轉(zhuǎn)速（電角頻率）的變化，變頻器將因流過過電流而跳閘，運轉(zhuǎn)停止，這就叫作失速。為了防止失速使電機繼續(xù)運轉(zhuǎn)，就要檢出電流的大小進行頻率控制。當(dāng)加速電流過大時適當(dāng)放慢加速速率。減速時也是如此。兩者結(jié)合起來就是失速功能。
15、有加速時間與減速時間可以分別給定的機種，和加減速時間共同給定的機種，這有什么意義？
加減速可以分別給定的機種，對于短時間加速、緩慢減速場合，或者對于小型機床需要嚴(yán)格給定生產(chǎn)節(jié)拍時間的場合是適宜的，但對于風(fēng)機傳動等場合，加減速時間都較長，加速時間和減速時間可以共同給定。
16、什么是再生制動？
電動機在運轉(zhuǎn)中如果降低指令頻率，則電動機變?yōu)楫惒桨l(fā)電機狀態(tài)運行，作為制動器而工作，這就叫作再生（電氣）制動。
17、是否能得到更大的制動力？
從電機再生出來的能量貯積在變頻器的濾波電容器中，由于電容器的容量和耐壓的關(guān)系，通用變頻器的再生制動力約為額定轉(zhuǎn)矩的10%~20%。如采用選用件制動單元，可以達(dá)到50%~100%。
18、請說明變頻器的保護功能?
保護功能可分為以下兩類：
�。�1） 檢知異常狀態(tài)后自動地進行修正動作，如過電流失速防止，再生過電壓失速防止。
�。�2） 檢知異常后封鎖電力半導(dǎo)體器件PWM控制信號，使電機自動停車。如過電流切斷、再生過電壓切斷、半導(dǎo)體冷卻風(fēng)扇過熱和瞬時停電保護等。
19、為什么用離合器連接負(fù)載時，變頻器的保護功能就動作？
用離合器連接負(fù)載時，在連接的瞬間，電機從空載狀態(tài)向轉(zhuǎn)差率大的區(qū)域急劇變化，流過的大電流導(dǎo)致變頻器過電流跳閘，不能運轉(zhuǎn)。
20、在同一工廠內(nèi)大型電機一起動，運轉(zhuǎn)中變頻器就停止，這是為什么？
電機起動時將流過和容量相對應(yīng)的起動電流，電機定子側(cè)的變壓器產(chǎn)生電壓降，電機容量大時此壓降影響也大，連接在同一變壓器上的變頻器將做出欠壓或瞬停的判斷，因而有時保護功能（IPE）動作，造成停止運轉(zhuǎn)。
21、什么是變頻分辨率？有什么意義？
對于數(shù)字控制的變頻器，即使頻率指令為模擬信號，輸出頻率也是有級給定。這個級差的最小單位就稱為變頻分辨率。
變頻分辨率通常取值為0.015~0.5Hz.例如，分辨率為0.5Hz，那么23Hz的上面可變?yōu)?3.5、24.0 Hz，因此電機的動作也是有級的跟隨。這樣對于像連續(xù)卷取控制的用途就造成問題。在這種情況下，如果分辨率為0.015Hz左右，對于4級電機1個級差為1r/min 以下，也可充分適應(yīng)。另外，有的機種給定分辨率與輸出分辨率不相同。
22、裝設(shè)變頻器時安裝方向是否有限制。
變頻器內(nèi)部和背面的結(jié)構(gòu)考慮了冷卻效果的，上下的關(guān)系對通風(fēng)也是重要的，因此，對于單元型在盤內(nèi)、掛在墻上的都取縱向位，盡可能垂直安裝。
23、不采用軟起動，將電機直接投入到某固定頻率的變頻器時是否可以？
在很低的頻率下是可以的，但如果給定頻率高則同工頻電源直接起動的條件相近。將流過大的起動電流（6~7倍額定電流），由于變頻器切斷過電流，電機不能起動。
24、電機超過60Hz運轉(zhuǎn)時應(yīng)注意什么問題？
超過60Hz運轉(zhuǎn)時應(yīng)注意以下事項：
（1）機械和裝置在該速下運轉(zhuǎn)要充分可能（機械強度、噪聲、振動等）。
�。�2）電機進入恒功率輸出范圍，其輸出轉(zhuǎn)矩要能夠維持工作（風(fēng)機、泵等軸輸出功率于速度的立方成比例增加，所以轉(zhuǎn)速少許升高時也要注意）。
�。�3）產(chǎn)生軸承的壽命問題，要充分加以考慮。
�。�4）對于中容量以上的電機特別是2極電機，在60Hz以上運轉(zhuǎn)時要與廠家仔細(xì)商討。
25、變頻器可以傳動齒輪電機嗎？
根據(jù)減速機的結(jié)構(gòu)和潤滑方式不同，需要注意若干問題。在齒輪的結(jié)構(gòu)上通�？煽紤]70~80Hz為最大極限，采用油潤滑時，在低速下連續(xù)運轉(zhuǎn)關(guān)系到齒輪的損壞等。
26、變頻器能用來驅(qū)動單相電機嗎？可以使用單相電源嗎？
基本上不能用。對于調(diào)速器開關(guān)起動式的單相電機，在工作點以下的調(diào)速范圍時將燒毀輔助繞組；對于電容起動或電容運轉(zhuǎn)方式的，將誘發(fā)電容器爆炸。變頻器的電源通常為3相，但對于小容量的，也有用單相電源運轉(zhuǎn)的機種。
27、變頻器本身消耗的功率有多少？
它與變頻器的機種、運行狀態(tài)、使用頻率等有關(guān)，但要回答很困難。不過在60Hz以下的變頻器效率大約為94%~96%，據(jù)此可推算損耗，但內(nèi)藏再生制動式（FR-K）變頻器，如果把制動時的損耗也考慮進去，功率消耗將變大，對于操作盤設(shè)計等必須注意。
28、為什么不能在6~60Hz全區(qū)域連續(xù)運轉(zhuǎn)使用？
一般電機利用裝在軸上的外扇或轉(zhuǎn)子端環(huán)上的葉片進行冷卻，若速度降低則冷卻效果下降，因而不能承受與高速運轉(zhuǎn)相同的發(fā)熱，必須降低在低速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，或采用容量大的變頻器與電機組合，或采用專用電機。
29、使用帶制動器的電機時應(yīng)注意什么？
制動器勵磁回路電源應(yīng)取自變頻器的輸入側(cè)。如果變頻器正在輸出功率時制動器動作，將造成過電流切斷。所以要在變頻器停止輸出后再使制動器動作。
30、想用變頻器傳動帶有改善功率因數(shù)用電容器的電機，電機卻不動，請說明原因。
變頻器的電流流入改善功率因數(shù)用的電容器，由于其充電電流造成變頻器過電流(OCT),所以不能起動，作為對策，請將電容器拆除后運轉(zhuǎn)，甚至改善功率因數(shù)，在變頻器的輸入側(cè)接入AC電抗器是有效的。
31、變頻器的壽命有多久？
變頻器雖為靜止裝置，但也有像濾波電容器、冷卻風(fēng)扇那樣的消耗器件，如果對它們進行定期的維護，可望有10年以上的壽命。
32、變頻器內(nèi)藏有冷卻風(fēng)扇，風(fēng)的方向如何？風(fēng)扇若是壞了會怎樣？
對于小容量也有無冷卻風(fēng)扇的機種。有風(fēng)扇的機種，風(fēng)的方向是從下向上，所以裝設(shè)變頻器的地方，上、下部不要放置妨礙吸、排氣的機械器材。還有，變頻器上方不要放置怕熱的零件等。風(fēng)扇發(fā)生故障時，由電扇停止檢測或冷卻風(fēng)扇上的過熱檢測進行保護
33、濾波電容器為消耗品，那么怎樣判斷它的壽命？
作為濾波電容器使用的電容器，其靜電容量隨著時間的推移而緩緩減少，定期地測量靜電容量，以達(dá)到產(chǎn)品額定容量的85%時為基準(zhǔn)來判斷壽命。
34、裝設(shè)變頻器時安裝方向是否有限制。
應(yīng)基本收藏在盤內(nèi)，問題是采用全封閉結(jié)構(gòu)的盤外形尺寸大，占用空間大，成本比較高。其措施有：
�。�1）盤的設(shè)計要針對實際裝置所需要的散熱；
�。�2）利用鋁散熱片、翼片冷卻劑等增加冷卻面積；
�。�3）采用熱導(dǎo)管。
此外，已開發(fā)出變頻器背面可以外露的型式。
35、想提高原有輸送帶的速度，以80Hz運轉(zhuǎn)，變頻器的容量該怎樣選擇？
輸送帶消耗的功率與轉(zhuǎn)速成正比，因此若想以80HZ運行，變頻器和電機的功率都要按照比例增加為80HZ/50HZ,即提高60%容量。
維護和檢查時的注意事項有：
(1) 在關(guān)掉輸入電源后，至少等5分鐘才可以開始檢查（還要正式充電發(fā)光二極管已經(jīng)熄滅）否則會引起觸電。
(2) 維修、檢查和部件更換必須由勝任人員進行。（開始工作前，取下所有金屬物品（手表、手鐲等），使用帶絕緣保護的工具）
(3) 不要擅自改裝頻頻器，否則易引起觸電和損壞產(chǎn)品。
(4) 變頻器維修之前，須確認(rèn)輸入電壓是否有誤，將380V電源接入220V級變頻器之中會出現(xiàn)炸機（炸電容、壓敏電阻、模塊等）。
變頻器主要由半導(dǎo)體元件構(gòu)成，因此，必須進行日常的檢查，防止不利的工作環(huán)境，如溫度、濕度、粉塵和振動的影響，并防止因部件使用壽命所引起的其它故障。
檢查項目：
(1) 日常檢查：檢查變頻器是否按要求工作。用電壓表在變頻器工作時，檢查其輸入和輸出電壓。
(2) 定期檢查：檢查所有只能當(dāng)變頻器停機時才能檢查的地方。
(3) 部件更換：部件的壽命很大程度上與安裝條件有關(guān)。
變頻器工作原理
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”。
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)。
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。
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。
變頻器的作用
變頻器集成了高壓大功率晶體管技術(shù)和電子控制技術(shù)，得到廣泛應(yīng)用。變頻器的作用是改變交流電機供電的頻率和幅值，因而改變其運動磁場的周期，達(dá)到平滑控制電動機轉(zhuǎn)速的目的。變頻器的出現(xiàn)，使得復(fù)雜的調(diào)速控制簡單化，用變頻器+交流鼠籠式感應(yīng)電動機組合替代了大部分原先只能用直流電機完成的工作，縮小了體積，降低了維修率，使傳動技術(shù)發(fā)展到新階段。
變頻器可以優(yōu)化電機運行，所以也能夠起到增效節(jié)能的作用。根據(jù)全球著名變頻器生產(chǎn)企業(yè)ABB的測算，單單該集團全球范圍內(nèi)已經(jīng)生產(chǎn)并且安裝的變頻器每年就能夠節(jié)省1150億千瓦時電力，相應(yīng)減少9,700萬噸二氧化碳排放，這已經(jīng)超過芬蘭一年的二氧化碳排放量。
變頻調(diào)數(shù)節(jié)能：變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機、水泵的應(yīng)用上。為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機械在設(shè)計配用動力驅(qū)動時，都留有一定的富余量。當(dāng)電機不能在滿負(fù)荷下運行時，除達(dá)到動力驅(qū)動要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費。風(fēng)機、泵類等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來調(diào)節(jié)給風(fēng)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(dāng)使用變頻調(diào)速時，如果流量要求減小，通過降低泵或風(fēng)機的轉(zhuǎn)速即可滿足要求。
變頻器的行業(yè)應(yīng)用
在恒壓供水中的應(yīng)用
概述
恒壓供水是指在供水日中月水量發(fā)生變化時，出口壓力保持不變的供水方式。供水網(wǎng)系出口壓力值是根據(jù)用戶需求確定的。傳統(tǒng)的供水方式是采用水塔、高位水箱、氣壓罐等設(shè)施實現(xiàn)的。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟和廣泛應(yīng)用，利用變頻器、PID調(diào)節(jié)器、單片機、P LC等器件的有機結(jié)合構(gòu)成控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)水泵的輸出流量，實現(xiàn)恒壓供水。該技術(shù)已在供水行業(yè)普及。
紫日電氣科技有限公司ZVF9-P變頻器在恒壓供水控制系統(tǒng)的基本控制策略
采用自動機調(diào)速裝置作為控制系統(tǒng)進行優(yōu)化控制泵組的調(diào)速運，行并自動調(diào)整泵蛆的運行臺數(shù)，完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量變化時達(dá)到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約自能的目的。系統(tǒng)的控制目標(biāo)是泵站總管的出水壓力，系統(tǒng)設(shè)定的給水壓力值與反饋的總管壓力實際值進行比較，其差值經(jīng)過運算處理后 發(fā)出控制指令，控制泵電動機的投運臺數(shù)和運行變量泵自動機的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到給水總管壓力穩(wěn)定在設(shè)定的壓力值上。
紫日電氣科技有限公司ZVF9-P變頻器在恒壓供水系統(tǒng)的工作原理
ZVF9-P系列變頻器內(nèi)置的PID控制器通過控制對象的傳感器等檢測到的物理量(反饋量)，將其與系統(tǒng)目標(biāo)值進行比較。如有偏差，則通過PID調(diào)節(jié)的作用使偏差為零。
改造后設(shè)備的優(yōu)點
1.恒壓供水技術(shù)目采用變頻器改變電動機電源頻率，而達(dá)到調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速改變水泵出口壓力，比靠調(diào)節(jié)閥門的控制水泵出口壓力的方式，具有降低管道阻力大大減少截流損失的效能。
2.由于變量泵工作在變頻工況，在其出口流量小于額定流量時，泵轉(zhuǎn)速降低，臧少了軸承的磨損和發(fā)熱，延長泵和自動機的機械使用壽命。
3.目實現(xiàn)恒壓自動控制，不需要操作人員頻繁操作，降低了人員的勞動強度，節(jié)省了人力。
4.水泵自動機采用軟起動方式，按設(shè)定的加速時間加速避免自動機啟動時的自流沖擊，對自月自壓造成波動的影響，同時也避免了電機突然加速造成水泵系統(tǒng)的喘振。
5.由于變量泵工作在變頻工作狀態(tài)，在其運行過程中其轉(zhuǎn)速是由外供水量決定的，故系統(tǒng)在運行過程中可節(jié)約可觀的自能，其經(jīng)濟效益是十分口顯的。由于其節(jié)電效果明顯，所以系統(tǒng)具有投資收回快特點，其產(chǎn)生的社會效益非常巨大。
應(yīng)用范圍
該系統(tǒng)既可用于生產(chǎn)、生活用水， 亦可用于熱水供應(yīng)， 恒壓噴淋等系統(tǒng)：
1.可廣泛用于工業(yè)企業(yè)、生活 、生產(chǎn)供水系統(tǒng)及企業(yè)自備并改造工程，自來水廠、生活小區(qū)及消防供水系統(tǒng)。
2.可用于各種場合的恒壓、變壓、冷卻水和循環(huán)供水系統(tǒng)；
3.可用于污水泵站、污水處理及污水提升系統(tǒng)；
4.可用于農(nóng)業(yè)排灌、 園林噴淋、水景和音樂噴泉系統(tǒng)；
5.可用于賓館、大型公共建筑供水及消防系統(tǒng)。
ZVF9在中央空調(diào)上的應(yīng)用
概述
中央空調(diào)系統(tǒng)在現(xiàn)代工礦企業(yè)及生活環(huán)境改善方面極為普遍，而且在某些生活環(huán)境或生產(chǎn)工序中是屬必須的，即所謂人造環(huán)境，不僅有溫度的要求，還有濕度、潔凈度等。之所以要中央空調(diào)系統(tǒng)，是為了要提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高人的舒適度、集中供冷供熱，效率高，便于管理，節(jié)省投資。工礦企業(yè)、高層商廈、商務(wù)大樓、會場、劇場、辦公室、圖書館、賓館、商場、超市、酒店、娛樂場所、體育館等中大型建筑都采用中央空調(diào)，是用電大戶，幾乎占了用電量的60～70%，日常開支費用很大，因此中央空調(diào)是用電大戶，亦是節(jié)電大戶，是節(jié)能降耗、降低成本的關(guān)鍵，不可等閑視之。不少單位使用變頻器后獲得了大于20%的節(jié)電效果，經(jīng)濟效益十分顯著，因此紛紛迫切要求進行節(jié)能技術(shù)的改造。
中央空調(diào)是按照最大需要冷(熱)量再加1 0～20%來設(shè)計的，一般富余度較大，負(fù)荷率β正常時最大可能有70～80%，因此節(jié)電潛力較大，而運行時冷凍水、冷卻水的回收溫度大都過低運行，這就造成了能量的浪費。目前不少單位都已采用變頻調(diào)速，但仍有不少單位未做到經(jīng)濟運行，我們建議應(yīng)及早采用這一新技術(shù)，為用戶增加收益。
中央空調(diào)系統(tǒng)使用變頻器對象
A、制冷壓縮機
B、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔風(fēng)扇、回風(fēng)裝置多數(shù)都尚未采用變頻調(diào)速節(jié)能控制，調(diào)節(jié)壓力、流量都是采用閥門、擋風(fēng)板的方法是不經(jīng)濟的，浪費了不少電能，屬節(jié)電的主要對象。
中央空調(diào)系統(tǒng)使用變頻器目的及功效
從以上可知中央空調(diào)系統(tǒng)大量使用水泵及風(fēng)機，它們都是平方減轉(zhuǎn)矩負(fù)載，因此流量Q∝n(轉(zhuǎn)速)，壓力H∝n2，功率P∝n3，故系統(tǒng)運行時要在工藝允許條件下，既不要過大流量、壓力，又能保證系統(tǒng)正常，選取合理經(jīng)濟的運行參數(shù)就可較大幅度節(jié)電，按不少單位實踐結(jié)果，大部分都可能有20～50%的節(jié)電功效(與工況條件有關(guān)，要現(xiàn)場調(diào)查后而定)，經(jīng)濟效益十分明顯的，應(yīng)大力推廣。
實施方法
A、按一天24小時，春、夏、秋、冬制定運行圖，進行不同頻率值控制方法。
B、按回水的溫度，自動調(diào)節(jié)頻率的控制方法。
C、按進水與出水溫差自動調(diào)節(jié)頻率的控制方法。
D、按出水壓力控制，回水溫度控制自動調(diào)節(jié)頻率的雙閉環(huán)方法。
紫日ZVF9V-G在音樂噴泉上的應(yīng)用
音樂噴泉是由電腦控制聲、光及噴孔組合而產(chǎn)生不同形狀、不同色彩、配合音樂節(jié)奏而構(gòu)成的綜合水景。音樂噴泉的聲、光、色、形俱美，常常用作風(fēng)景園林的主景。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們越來越注重環(huán)境的改善和美化、音樂噴泉在小區(qū)、公園、休閑廣場得到了廣泛的應(yīng)用。音樂噴泉的控制系統(tǒng)是音樂噴泉設(shè)計的核心。下面以ZVF9V系列變頻器在上海某廣場的應(yīng)用為例，闡述音樂噴泉的變頻控制。
噴泉控制系統(tǒng)的構(gòu)成
音樂噴泉控制系統(tǒng)主要由音頻控制信號、變頻器、水泵、多功能閥、萬向噴頭及水管組成。噴泉水泵采用變頻調(diào)速技術(shù)、實現(xiàn)水泵的無級調(diào)速，能根據(jù)音頻信號的強弱隨時調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速。多功能閥和萬向噴頭由噴泉專用控制器控制，可根據(jù)程序?qū)崿F(xiàn)各種圖案和形狀。我們利用音樂的音頻信號對變頻器進行控制，音樂的音頻信號本身是一個功率很小的交流電壓信號，經(jīng)過整流濾波穩(wěn)壓 可以輸出一個相對應(yīng)的直流電壓信號，相對來講該信號很微弱，再經(jīng)過對該信號進行功率放大，可以輸出0～5V的標(biāo)準(zhǔn)直流電壓信號，即可以實現(xiàn)音頻信號對變頻器的控制，即對水泵浪花的控制，從而實現(xiàn)音樂對噴泉浪花的控制。
ZVF9V-G變頻器的介紹
ZVF9V-G系列變頻器是紫日電氣科技有限公司推出的經(jīng)濟型矢量變頻器。ZVF9V-G無PG矢量型變頻器采用先進的磁通算法具有以下特點：
1、起動轉(zhuǎn)矩大0.5Hz/150%（SVC）
2、過載能力強150%額定電流60S；180%額定電流10S
3、調(diào)速范圍寬 1：100
4、穩(wěn)速精度高 ±0.5%最高速度
5、動態(tài)響應(yīng)快 <20ms
6、加減速特性優(yōu)良 0.1s（最短）
ZVF9V-G優(yōu)良的加減速特性能配合負(fù)載水泵實現(xiàn)最短時間內(nèi)平穩(wěn)的加減速；ZVF9V-G快速的動態(tài)響應(yīng)能及時檢測再生功率，實現(xiàn)無跳閘的自動加減速過程，能伴隨著音頻信號的變化、瞬間改變變頻器的輸出頻率、從而改變噴泉水柱的波形，使水柱波形和音頻信號實現(xiàn)了同步、不失真。
紫日變頻器在EPS應(yīng)急電源行業(yè)的應(yīng)用
EPS（Emergency Power Supply）為應(yīng)急電源，作為消防設(shè)備、市政設(shè)施、醫(yī)療、企業(yè)、工廠或其他設(shè)備在市電電網(wǎng)發(fā)生故障時，可提供應(yīng)急電力的電源設(shè)備。與傳統(tǒng)的備用發(fā)電機組應(yīng)急電源相比，EPS在啟動速度、噪音與振動、可維護性、供電質(zhì)量、過載能力、自保護特性以及環(huán)境污染方面都有明顯優(yōu)勢。
EPS按照負(fù)載種類不同分為一般三種：照明型、動力型和照明動力混合型，對應(yīng)的負(fù)載分別為照明負(fù)載、電機負(fù)載（消防水泵等）和照明與電機混合負(fù)載。
變頻器在EPS電源行業(yè)的應(yīng)用要求
在市電不正常時，EPS是通過內(nèi)部的逆變器輸出交流電拖動負(fù)載的，而變頻器在EPS中正是起到了逆變器的作用。所以變頻器必須滿足EPS的各種要求，保證與市電相同的電源質(zhì)量。
EPS通過蓄電池組為變頻器供電，所以變頻器的輔助電源必須為直流供電，交流輸入的輔助電源不能滿足EPS的需要。同樣的原理，變頻器的散熱風(fēng)扇不能用交流風(fēng)扇，變頻器的軟上電接觸器不能用交流接觸器。
由于EPS是代替市電的應(yīng)急電源設(shè)備，所以EPS的輸出電壓質(zhì)量也是很重要的一個指標(biāo)，包括EPS輸出電壓的諧波含量、EPS輸出電壓的負(fù)載調(diào)整率、EPS輸出電壓的穩(wěn)定度等。這樣，要求在負(fù)載變化或蓄電池組電壓在一定范圍變化時，變頻器輸出電壓變化盡量小，而且輸出電壓的諧波含量足夠小。
在非常重要的場合，EPS需要具有強啟功能，即在蓄電池組電量不足時，蓄電池組給變頻器供電電壓低于變頻器的輸入欠壓點，但是變頻器仍然需要正常工作，具有一定的電壓電流輸出能力，不允許報欠壓故障。
紫日EPS專用變頻器的特點
目前市場上EPS電源專用變頻器近乎空白，緊有的幾種品牌價格也非常昂貴。為此，紫日電氣科技有限公司針對EPS電源行業(yè)的特點，憑借著10余年的變頻器行業(yè)研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗技術(shù)，開發(fā)出全新一代高性價比的EPS專用變頻器（ZVF9V-E系列），該變頻器可以很好的滿足EPS電源的各種需求，有效的提高EPS電源系統(tǒng)的性能。
EPS應(yīng)急供電電源系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)組成可以分：
1、市電旁路通道
2、逆變器電源供電通道
3、互投轉(zhuǎn)換裝置
4、△/Y型隔離變壓器。
當(dāng)市電供電正常的時，市電電源經(jīng)過EPS的交流旁路和轉(zhuǎn)換開關(guān)組成的供電通道、以及隔離變壓器向用戶的各種應(yīng)急負(fù)載供電。這時用戶負(fù)載所使用的電源是來自電網(wǎng)的市電電源，因此此時的EPS能夠帶各種電阻性、電容性和電感性負(fù)載。當(dāng)市電供電中斷或者超限時，EPS在很短的時間內(nèi)，完成了從交流旁路供電到逆變器電池供電的切換操作，同時起動了逆變單元進入工作狀態(tài)。用戶負(fù)載使用的電源就是經(jīng)過隔離變壓器的EPS逆變電源。當(dāng)市電恢復(fù)正常工作之后，EPS對逆變器執(zhí)行自動關(guān)機操作，并且完成從逆變器電池供電到交流旁路供電的切換。
三 晶變頻器產(chǎn)品系列
1、S350高端變頻器系列
■采用最新高速電機控制專用芯片DSP，確保矢量控制快速響應(yīng)
■硬件電路模塊化設(shè)計，確保電路穩(wěn)定高效運行
■外觀設(shè)計結(jié)合歐洲汽車設(shè)計理念，線條流暢，外形美觀
■結(jié)構(gòu)采用獨立風(fēng)道設(shè)計，風(fēng)扇可自由拆卸，散熱性好
■無PG矢量控制、有PG矢量控制、轉(zhuǎn)矩控制、V/F控制均可選擇
■強大的輸入輸出多功能可編程端子，調(diào)速脈沖輸入，兩路模擬量輸出
■獨特的“挖土機”自適應(yīng)控制特性，對運行期間電機轉(zhuǎn)矩上限自動限制，有效抑制過流頻繁跳閘
■寬電壓輸入，輸出電壓自動穩(wěn)壓（AVR），瞬間掉電不停機，適應(yīng)能力更強
■內(nèi)置先進的 PID 算法 ，響應(yīng)快、適應(yīng)性強、調(diào)試簡單 ； 16 段速控制，簡易PLC 實現(xiàn)定時、定速、定向等多功能邏輯控制，多種靈活的控制方式以滿足各種不同復(fù)雜工況要求
■內(nèi)置國際標(biāo)準(zhǔn)的 MODBUS RTU ASCII 通訊協(xié)議，用戶可通過PC/PLC控制上位機等實現(xiàn)變頻器485通訊組網(wǎng)集中控制
變頻器的組成
變頻器通常分為4部分：整流單元、高容量電容、逆變器和控制器。
□ 整流單元將工作頻率固定的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。
□ 高容量電容存儲轉(zhuǎn)換后的電能。
□ 逆變器由大功率開關(guān)晶體管陣列組成電子開關(guān)，將直流電轉(zhuǎn)化成不同頻率、寬度、幅度的方波。
□ 控制器按設(shè)定的程序工作，控制輸出方波的幅度與脈寬，使疊加為近似正弦波的交流電，驅(qū)動交流電動機。
變頻器控制方式
低壓通用變頻輸出電壓為380～650V，輸出功率為0.75～400kW，工作頻率為0～400Hz，它的主電路都采用交—直—交電路。其控制方式經(jīng)歷了以下四代。
1U/f=C的正弦脈寬調(diào)制(SPWM)控制方式
其特點是控制電路結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，機械特性硬度也較好，能夠滿足一般傳動的平滑調(diào)速要求，已在產(chǎn)業(yè)的各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是，這種控制方式在低頻時，由于輸出電壓較低，轉(zhuǎn)矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，使輸出最大轉(zhuǎn)矩減小。另外，其機械特性終究沒有直流電動機硬，動態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意，且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會隨負(fù)載的變化而變化，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、電機轉(zhuǎn)矩利用率不高，低速時因定子電阻和逆變器死區(qū)效應(yīng)的存在而性能下降，穩(wěn)定性變差等。因此人們又研究出矢量控制變頻調(diào)速。
2電壓空間矢量(SVPWM)控制方式
它是以三相波形整體生成效果為前提，以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉(zhuǎn)磁場軌跡為目的，一次生成三相調(diào)制波形，以內(nèi)切多邊形逼近圓的方式進行控制的。經(jīng)實踐使用后又有所改進，即引入頻率補償，能消除速度控制的誤差；通過反饋估算磁鏈幅值，消除低速時定子電阻的影響；將輸出電壓、電流閉環(huán)，以提高動態(tài)的精度和穩(wěn)定度。但控制電路環(huán)節(jié)較多，且沒有引入轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)，所以系統(tǒng)性能沒有得到根本改善。
矢量控制(VC)方式
矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動機在三相坐標(biāo)系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相－二相變換，等效成兩相靜止坐標(biāo)系下的交流電流Ia1Ib1，再通過按轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流Im1、It1(Im1相當(dāng)于直流電動機的勵磁電流；It1相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流)，然后模仿直流電動機的控制方法，求得直流電動機的控制量，經(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換，實現(xiàn)對異步電動機的控制。其實質(zhì)是將交流電動機等效為直流電動機，分別對速度，磁場兩個分量進行獨立控制。通過控制轉(zhuǎn)子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場兩個分量，經(jīng)坐標(biāo)變換，實現(xiàn)正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有劃時代的意義。然而在實際應(yīng)用中，由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準(zhǔn)確觀測，系統(tǒng)特性受電動機參數(shù)的影響較大，且在等效直流電動機控制過程中所用矢量旋轉(zhuǎn)變換較復(fù)雜，使得實際的控制效果難以達(dá)到理想分析的結(jié)果。
直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)方式
1985年，德國魯爾大學(xué)的DePenbrock教授首次提出了直接轉(zhuǎn)矩控制變頻技術(shù)。該技術(shù)在很大程度上解決了上述矢量控制的不足，并以新穎的控制思想、簡潔明了的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的動靜態(tài)性能得到了迅速發(fā)展。目前，該技術(shù)已成功地應(yīng)用在電力機車牽引的大功率交流傳動上。 直接轉(zhuǎn)矩控制直接在定子坐標(biāo)系下分析交流電動機的數(shù)學(xué)模型，控制電動機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。它不需要將交流電動機等效為直流電動機，因而省去了矢量旋轉(zhuǎn)變換中的許多復(fù)雜計算；它不需要模仿直流電動機的控制，也不需要為解耦而簡化交流電動機的數(shù)學(xué)模型。
矩陣式交—交控制方式
VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點是輸入功率因數(shù)低，諧波電流大，直流電路需要大的儲能電容，再生能量又不能反饋回電網(wǎng)，即不能進行四象限運行。為此，矩陣式交—交變頻應(yīng)運而生。由于矩陣式交—交變頻省去了中間直流環(huán)節(jié)，從而省去了體積大、價格貴的電解電容。它能實現(xiàn)功率因數(shù)為l，輸入電流為正弦且能四象限運行，系統(tǒng)的功率密度大。該技術(shù)目前雖尚未成熟，但仍吸引著眾多的學(xué)者深入研究。其實質(zhì)不是間接的控制電流、磁鏈等量，而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控制量來實現(xiàn)的。具體方法是：
——控制定子磁鏈引入定子磁鏈觀測器，實現(xiàn)無速度傳感器方式；
——自動識別(ID)依靠精確的電機數(shù)學(xué)模型，對電機參數(shù)自動識別；
——算出實際值對應(yīng)定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算出實際的轉(zhuǎn)矩、定子磁鏈、轉(zhuǎn)子速度進行實時控制；
——實現(xiàn)Band—Band控制按磁鏈和轉(zhuǎn)矩的Band—Band控制產(chǎn)生PWM信號，對逆變器開關(guān)狀態(tài)進行控制。
矩陣式交—交變頻具有快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)(<2ms)，很高的速度精度(±2%，無PG反饋)，高轉(zhuǎn)矩精度(<+3%)；同時還具有較高的起動轉(zhuǎn)矩及高轉(zhuǎn)矩精度，尤其在低速時(包括0速度時)，可輸出150%～200%轉(zhuǎn)矩。
變頻器的歷史
變頻技術(shù)誕生背景是交流電機無級調(diào)速的廣泛需求。傳統(tǒng)的直流調(diào)速技術(shù)因體積大故障率高而應(yīng)用受限。
□ 20世紀(jì)60年代以后，電力電子器件普遍應(yīng)用了晶閘管及其升級產(chǎn)品。但其調(diào)速性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足需要。
□ 20世紀(jì)70年代開始，脈寬調(diào)制變壓變頻(PWM－VVVF)調(diào)速的研究得到突破，20世紀(jì)80年代以后微處理器技術(shù)的完善使得各種優(yōu)化算法得以容易的實現(xiàn)。
□ 20世紀(jì)80年代中后期，美、日、德、英等發(fā)達(dá)國家的 VVVF變頻器技術(shù)實用化，商品投入市場，得到了廣泛應(yīng)用。 最早的變頻器可能是日本人買了英國專利研制的。不過美國和德國憑借電子元件生產(chǎn)和電子技術(shù)的優(yōu)勢，高端產(chǎn)品迅速搶占市場。
□步入21世紀(jì)后，國產(chǎn)變頻器逐步崛起，現(xiàn)已逐漸搶占高端市場
單元串聯(lián)型變頻器
這是近幾年才發(fā)展起來的一種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它主要由輸入變壓器、功率單元和控制單元三大部分組成。采用模塊化設(shè)計，由于采用功率單元相互串聯(lián)的辦法解決了高壓的難題而得名，可直接驅(qū)動交流電動機，無需輸出變壓器，更不需要任何形式的濾波器。
整套變頻器共有18個功率單元，每相由6臺功率單元相串聯(lián)，并組成Y形連接，直接驅(qū)動電機。每臺功率單元電路、結(jié)構(gòu)完全相同，可以互換，也可以互為備用。
變頻器的輸入部分是一臺移相變壓器，原邊Y形連接，副邊采用沿邊三角形連接，共18副三相繞組，分別為每臺功率單元供電。它們被平均分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三大部分，每部分具有6副三相小繞組，之間均勻相位偏移10度。
該變頻器的特點如下：
�、� 采用多重化PWM方式控制，輸出電壓波形接近正弦波。
② 整流電路的多重化，脈沖數(shù)多達(dá)36，功率因數(shù)高，輸入諧波小。
�、� 模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊，維護方便，增強了產(chǎn)品的互換性。
�、� 直接高壓輸出，無需輸出變壓器。
�、� 極低的dv/dt輸出，無需任何形式的濾波器。
⑥ 采用光纖通訊技術(shù)，提高了產(chǎn)品的抗干擾能力和可靠性。
�、� 功率單元自動旁通電路，能夠?qū)崿F(xiàn)故障不停機功能。
隨 著現(xiàn)代電力電子技術(shù)及計算機控制技術(shù)的迅速發(fā)展，促進了電氣傳動的技術(shù)革命。交流調(diào)速取代直流調(diào)速，計算機數(shù)字控制取代模擬控制已成為發(fā)展趨勢。交流電機 變頻調(diào)速是當(dāng)今節(jié)約電能，改善生產(chǎn)工藝流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，以及改善運行環(huán)境的一種主要手段。變頻調(diào)速以其高效率，高功率因數(shù)，以及優(yōu)異的調(diào)速和啟制動性 能等諸多優(yōu)點而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。
以前的高壓變頻器，由可控硅整流，可控硅逆變等器件構(gòu)成，缺點很多，諧波大， 對電網(wǎng)和電機都有影響。近年來，發(fā)展起來的一些新型器件將改變這一現(xiàn)狀，如IGBT、IGCT、SGCT等等。由它們構(gòu)成的高壓變頻器，性能優(yōu)異，可以實 現(xiàn)PWM逆變，甚至是PWM整流。不僅具有諧波小，功率因數(shù)也有很大程度的提高。
變頻器的分類
單元串聯(lián)型變頻器
這是近幾年才發(fā)展起來的一種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它主要由輸入變壓器、功率單元和控制單元三大部分組成。采用模塊化設(shè)計，由于采用功率單元相互串聯(lián)的辦法解決了高壓的難題而得名，可直接驅(qū)動交流電動機，無需輸出變壓器，更不需要任何形式的濾波器。
整套變頻器共有18個功率單元，每相由6臺功率單元相串聯(lián)，并組成Y形連接，直接驅(qū)動電機。每臺功率單元電路、結(jié)構(gòu)完全相同，可以互換，也可以互為備用。
變頻器的輸入部分是一臺移相變壓器，原邊Y形連接，副邊采用沿邊三角形連接，共18副三相繞組，分別為每臺功率單元供電。它們被平均分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三大部分，每部分具有6副三相小繞組，之間均勻相位偏移10度。
該變頻器的特點如下：
�、� 采用多重化PWM方式控制，輸出電壓波形接近正弦波。
�、� 整流電路的多重化，脈沖數(shù)多達(dá)36，功率因數(shù)高，輸入諧波小。
�、� 模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊，維護方便，增強了產(chǎn)品的互換性。
�、� 直接高壓輸出，無需輸出變壓器。
�、� 極低的dv/dt輸出，無需任何形式的濾波器。
�、� 采用光纖通訊技術(shù)，提高了產(chǎn)品的抗干擾能力和可靠性。
�、� 功率單元自動旁通電路，能夠?qū)崿F(xiàn)故障不停機功能。
隨 著現(xiàn)代電力電子技術(shù)及計算機控制技術(shù)的迅速發(fā)展，促進了電氣傳動的技術(shù)革命。交流調(diào)速取代直流調(diào)速，計算機數(shù)字控制取代模擬控制已成為發(fā)展趨勢。交流電機 變頻調(diào)速是當(dāng)今節(jié)約電能，改善生產(chǎn)工藝流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，以及改善運行環(huán)境的一種主要手段。變頻調(diào)速以其高效率，高功率因數(shù)，以及優(yōu)異的調(diào)速和啟制動性 能等諸多優(yōu)點而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。
以前的高壓變頻器，由可控硅整流，可控硅逆變等器件構(gòu)成，缺點很多，諧波大， 對電網(wǎng)和電機都有影響。近年來，發(fā)展起來的一些新型器件將改變這一現(xiàn)狀，如IGBT、IGCT、SGCT等等。由它們構(gòu)成的高壓變頻器，性能優(yōu)異，可以實 現(xiàn)PWM逆變，甚至是PWM整流。不僅具有諧波小，功率因數(shù)也有很大程度的提高。
按變換的環(huán)節(jié)分類
�。�1）交-直-交變頻器，則是先把工頻交流通過整流器變成直流，然后再把直流變換成頻率電壓可調(diào)的交流，又稱間接式變頻器，是目前廣泛應(yīng)用的通用型變頻器。
（2）可分為交-交變頻器，即將工頻交流直接變換成頻率電壓可調(diào)的交流，又稱直接式變頻器；
按直流電源性質(zhì)分類
�。�1）電壓型變頻器
電壓型變頻器特點是中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件采用大電容，負(fù)載的無功功率將由它來緩沖，直流電壓比較平穩(wěn)，直流電源內(nèi)阻較小，相當(dāng)于電壓源，故稱電壓型變頻器，常選用于負(fù)載電壓變化較大的場合。
�。�2）電流型變頻器
電流型變頻器特點是中間直流環(huán)節(jié)采用大電感作為儲能環(huán)節(jié)，緩沖無功功率，即扼制電流的變化，使電壓接近正弦波，由于該直流內(nèi)阻較大，故稱電流源型變頻器（電流型）。電流型變頻器的特點（優(yōu)點）是能扼制負(fù)載電流頻繁而急劇的變化。常選用于負(fù)載電流變化較大的場合。
按主電路工作方法
電壓型變頻器、電流型變頻器
按照工作原理分類
可以分為V/f控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等；
按照開關(guān)方式分類
可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器；
按照用途分類
可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。此外，變頻器還可以按輸出電壓調(diào)節(jié)方式分類，按控制方式分類，按主開關(guān)元器件分類，按輸入電壓高低分類。
按變頻器調(diào)壓方法
PAM變頻器是一種通過改變電壓源Ud 或電流源Id的幅值進行輸出控制的。
PWM變頻器方式是在變頻器輸出波形的一個周期產(chǎn)生個 脈沖波個脈沖，其等值電壓為正弦波，波形較平滑。
按工作原理分
U/f控制變頻器（VVVF控制）、SF控制變頻器（轉(zhuǎn)差頻率控制）、VC控制變頻器（Vectory Control 矢量控制)
按國際區(qū)域分類
國產(chǎn)變頻器森蘭英威騰；歐美變頻器ABB西門子、日本變頻器富士三菱、韓國變頻器、臺灣變頻器臺達(dá)、香港變頻器
按電壓等級分類
高壓變頻器、中壓變頻器、低壓變頻器[1]
按電壓性質(zhì)分類
交流變頻器、直流變頻器、
變頻器節(jié)能效果
變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機、水泵的應(yīng)用上。為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機械在設(shè)計配用動力驅(qū)動時，都留有一定的富余量。當(dāng)電機不能在滿負(fù)荷下運行時，除達(dá)到動力驅(qū)動要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費。風(fēng)機、泵類等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來調(diào)節(jié)給風(fēng)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(dāng)使用變頻調(diào)速時，如果流量要求減小，通過降低泵或風(fēng)機的轉(zhuǎn)速即可滿足要求。
由流體力學(xué)可知，P（功率）=Q（流量）×H（壓力），流量Q與轉(zhuǎn)速N的一次方成正比，壓力H與轉(zhuǎn)速N的平方成正比，功率P與轉(zhuǎn)速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，當(dāng)要求調(diào)節(jié)流量下降時，轉(zhuǎn)速N可成比例的下降，而此時軸輸出功率P成立方關(guān)系下降。即水泵電機的耗電功率與轉(zhuǎn)速近似成立方比的關(guān)系。所隊當(dāng)所要求的流量Q減少時，可調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率使電動機轉(zhuǎn)速n按比例降低。這時，電動機的功率P將按三次方關(guān)系大幅度地降低，比調(diào)節(jié)擋板、閥門節(jié)能40%一50%，從而達(dá)到節(jié)電的目的。
以上海正藝信息科技有限公司生產(chǎn)的變頻器應(yīng)用到風(fēng)機水泵型負(fù)載的節(jié)能的例子來說：一臺離心泵電機功率為55千瓦，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到原轉(zhuǎn)速的4/5時，其耗電量為28.16千瓦，省電48.8%，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到原轉(zhuǎn)速的l/2時，其耗電量為6.875千瓦，省電87.5%。
2、功率因數(shù)補償節(jié)能
無功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低，大量的無功電能消耗在線路當(dāng)中，設(shè)備使用效率低下，浪費嚴(yán)重，使用變頻調(diào)速裝置后，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，從而減少了無功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。
3、軟啟動節(jié)能
電機硬啟動對電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，而且還會對電網(wǎng)容量要求過高，啟動時產(chǎn)生的大電流和震動時對擋板和閥門的損害極大，對設(shè)備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對供電容量的要求，延長了設(shè)備和閥門的使用壽命。節(jié)省了設(shè)備的維護費用。
編輯本段使用與保養(yǎng)變頻器的注意事項
物理環(huán)境
1)工作溫度。變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件，極易受到工作溫度的影響，產(chǎn)品一般要求為0～55℃，但為了保證工作安全、可靠，使用時應(yīng)考慮留有余地，最好控制在40℃以下。在控制箱中，變頻器一般應(yīng)安裝在箱體上部，并嚴(yán)格遵守產(chǎn)品說明書中的安裝要求，絕對不允許把發(fā)熱元件或易發(fā)熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。
2)環(huán)境溫度。溫度太高且溫度變化較大時，變頻器內(nèi)部易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，其絕緣性能就會大大降低，甚至可能引發(fā)短路事故。必要時，必須在箱中增加干燥劑和加熱器。
3)腐蝕性氣體。使用環(huán)境如果腐蝕性氣體濃度大，不僅會腐蝕元器件的引線、印刷電路板等，而且還會加速塑料器件的老化，降低絕緣性能，在這種情況下，應(yīng)把控制箱制成封閉式結(jié)構(gòu)，并進行換氣。
4)振動和沖擊。裝有變頻器的控制柜受到機械振動和沖擊時，會引起電氣接觸不良。這時除了提高控制柜的機械強度、遠(yuǎn)離振動源和沖擊源外，還應(yīng)使用抗震橡皮墊固定控制柜外和內(nèi)電磁開關(guān)之類產(chǎn)生振動的元器件。設(shè)備運行一段時間后，應(yīng)對其進行檢查和維護。
電氣環(huán)境
1)防止電磁波干擾。變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對附近的儀表、儀器有一定的干擾。因此，柜內(nèi)儀表和電子系統(tǒng)，應(yīng)該選用金屬外殼，屏蔽變頻器對儀表的干擾。所有的元器件均應(yīng)可靠接地，除此之外，各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應(yīng)選用屏蔽控制電纜，且屏蔽層應(yīng)接地。如果處理不好電磁干擾，往往會使整個系統(tǒng)無法工作，導(dǎo)致控制單元失靈或損壞。 請登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng) 瀏覽更多信息
2)防止輸入端過電壓。變頻器電源輸入端往往有過電壓保護，但是，如果輸入端高電壓作用時間長，會使變頻器輸入端損壞。因此，在實際運用中，要核實變頻器的輸入電壓、單相還是三相和變頻器使用額定電壓。特別是電源電壓極不穩(wěn)定時要有穩(wěn)壓設(shè)備，否則會造成嚴(yán)重后果。
接地 變頻器正確接地是提高控制系統(tǒng)靈敏度、抑制噪聲能力的重要手段，變頻器接地端子E(G)接地電阻越小越好，接地導(dǎo)線截面積應(yīng)不小于2mm2，長度應(yīng)控制在20m以內(nèi)。變頻器的接地必須與動力設(shè)備接地點分開，不能共地。信號輸入線的屏蔽層，應(yīng)接至E(G)上，其另一端絕不能接于地端，否則會引起信號變化波動，使系統(tǒng)振蕩不止。變頻器與控制柜之間應(yīng)電氣連通，如果實際安裝有困難，可利用銅芯導(dǎo)線跨接。
防雷 在變頻器中，一般都設(shè)有雷電吸收網(wǎng)絡(luò)，主要防止瞬間的雷電侵入，使變頻器損壞 。但在實際工作中，特別是電源線架空引入的情況下，單靠變頻器的吸收網(wǎng)絡(luò)是不能滿足要求的。在雷電活躍地區(qū)，這一問題尤為重要，如果電源是架空進線，在進線處裝設(shè)變頻專用避雷器(選件)，或有按規(guī)范要求在離變頻器20m的遠(yuǎn)處預(yù)埋鋼管做專用接地保護。如果電源是電纜引入，則應(yīng)做好控制室的防雷系統(tǒng)，以防雷電竄入破壞設(shè)備。實踐表明，這一方法基本上能夠有效解決雷擊問題。
編輯本段變頻器供電系統(tǒng)的諧波治理與無功功率補償
隨著變頻器的廣泛應(yīng)用，變頻器供電系統(tǒng)的諧波治理與元功功率補償?shù)囊饬x逐漸被人們所認(rèn)識。變頻器供電電源按傅立葉級數(shù)可以分解為基波有功電游泳流，基波無功電流，諧波和間諧波電流。
基波無功電流占用電網(wǎng)容量；導(dǎo)致網(wǎng)壓波動；在供配電設(shè)施產(chǎn)生熱損耗；降低了供配電設(shè)施運行可靠性。
諧波和間諧波的集膚效應(yīng)使輸電線等效截面積變小，線路損耗增加；鐵芯中附加高頻渦流損耗；諧波和間諧波電流導(dǎo)致網(wǎng)壓波形畸變和輻射干擾，引起同一電網(wǎng)下其它負(fù)載出力減小，損耗增加，甚至誤動作。
變頻器用量較大的車間，用電容器直接進行無功力率補償雖然可以大副度降低基波無功電流，但是必然出現(xiàn)諧波放大現(xiàn)象。這時，供電電流和電容器電流中諧波和間諧波電流大副度增加，電容器由于超溫和過壓而損壞，供電變壓器溫升加大。為避免諧波電流大副度增加，電容器由于超溫和過壓而損壞，供電變壓器溫升加大。為避免諧波放大，諧波治理與無功功率補償必須同時進行。
從基波無功電流，諧波和間諧波電流的危害上可看出：采用就地諧波治理與無功功率補償可以獲得最大的效益。根據(jù)我們的經(jīng)驗，采用就地諧波治理與無功功率補嘗，一年或一年半時間即可從節(jié)能中回收全部投資。
2變頻器供電系統(tǒng)的諧波治于是與無功功率補償方法
根據(jù)變頻器分類，變頻器供電系統(tǒng)的就地諧波治理與無功功率補償裝置分為：
含各次濾波器的TSC動態(tài)無功功率補償裝置；6%電抗的TSC動態(tài)無功功率補償裝置固定投入各次濾波器的裝置，由于有源濾波器技術(shù)和價格的原因，目前還難在國內(nèi)推廣。
2.1 交-直-交電流型變頻器
電網(wǎng)通過可控硅三相全控橋給變頻器供電，功率因數(shù)角約等于控制角a。供電電流包含6±1次諧波(K=1、2、3…)，并且在直流電流無脈動的理想情況下，n次諧波電流含量是基波電流的1/n。實際上，直流電流脈動導(dǎo)致五次諧波和七次諧波含量增加，大于七次諧波的高次諧波含量減少。就地實現(xiàn)諧波治理和無功功率補嘗是安裝含各次濾波器的TSC動態(tài)無功功率補償裝置。裝置中計算機根據(jù)基波無功功率投入一定數(shù)量的五次、七次、十一次和十三次濾波器。濾波器對基波呈容性，補償基波無功功率；濾波器對諧波呈現(xiàn)很小的電感，濾除各次諧波無功功率。
2.2 交-交變頻器
電網(wǎng)通過可控硅三相可逆整流橋給變頻器供電，功率因數(shù)很低。從電電流不僅包含6K±1次諧波(K=1、2、3…)，還在諧波附近出現(xiàn)間隔為變頻器輸出頻率的間諧波。用五次、七次、十一次和十三次濾波器可以濾除諧波，但是濾波器器對一些間諧波呈容性，必然產(chǎn)生間諧波放大現(xiàn)象。
來源:輸配電設(shè)備網(wǎng)
就地實現(xiàn)諧波、間諧波治理和無功功率補償是安裝6%電抗的TSC動態(tài)無功功率補償裝置。特點是對五次和五次以上諧波和間諧波都呈感性，沒有諧波放大現(xiàn)象。對五次、七次諧波和五次、七次諧波附近的間諧也有一定的濾波效果。
2.3交-直-交電壓型變頻器
電網(wǎng)通過三相二極管整流橋給變頻器供電，功率因數(shù)大于0.97。由于二極管整流橋僅在網(wǎng)壓峰頂開通，對電容器充電，電流波形是導(dǎo)通角較窄的尖鋒。供電電流包含6K±1次諧波(K=1、2、3…),諧波含量隨進線電抗和直流濾波電抗的電感量增加而減少。一般來說，加電抗器后五次諧波、七次諧波十一次諧波和十三次諧波仍然占40%、35%、25%和20%。
對供電變壓器還有其它感性負(fù)載的場合，可以安裝含各次濾波器的TSC動態(tài)無功功率補償裝置；對幾乎全是交-直-交電壓型變頻器的車間由于不需要補償基波無功功率需要濾除諧波無功功率，應(yīng)安裝固定投入各次濾波器的裝置。為了防止輕載過補償對電網(wǎng)電壓的提升，該濾波器應(yīng)該具有提供的基波容性抗器應(yīng)在設(shè)計時考慮諧波發(fā)熱和過壓問題。
3 變頻器供電系統(tǒng)的諧波治理與無功功率補償?shù)脑砗蛻?yīng)用
下面就北京三義電力電子公司MV系列就地TSC動態(tài)無功功率補償裝置和固定投入的濾波裝置的結(jié)構(gòu)作原理作簡要介紹。
TSC動態(tài)無功功率補償裝置主回路如圖一所示。其特點是晶閘管電子開關(guān)將濾波器投入、退出電網(wǎng)速率為10mS，無功補償動態(tài)響應(yīng)時間15mS，各次諧波濾除率80%以上。濾波器為L-C串聯(lián)濾波器，可以設(shè)計成五次、七次、十一次、十三次濾波器或6%電抗濾波器。
如果負(fù)載相電流分別為ia、ib和ic，其對應(yīng)無功電流分量的有效值是Iaq(t)、Ibq(t)和Icq(t),采用形電容器接法，線間補償電流的有效值分別為Iab(t)、Ibc(t)和Ica(t)。線間應(yīng)投入多少單位電容量nab(t)、nb(t)和nca(t)的計算方法如下：3.1從包含諧波的負(fù)載相電流ib和ic中計算負(fù)載三相無功電流Iaq(t)、Ibq(t)和Icq(t)：
式(1)中Kd為動態(tài)微分系數(shù)，無功電流變化小時Kd=o,以保證檢測精確性；無功電流變化大時，Kd=1,以保證檢測的快速性。
式(2)中A為檢測系數(shù)矩陣，其中sin與電網(wǎng)相電壓Ua同步。
3.2根據(jù)負(fù)載三相無功電流計算三相補償電流Iab(t)、Ibc(t)和Ica(t): 式(3)中為某路電容器全部投入的補償電流Imax與實際補償電流的差值。
3.3根據(jù)三相補償電流和網(wǎng)壓計算各路應(yīng)投入多少單位電容naq(t)、nbq(t)和ncq(t): 式(4)中UabUbcUca為電網(wǎng)線電壓有效值，Xc為單位電容器50Hz的容抗。
為降低輻身干擾，選用鐵芯電抗器。裝置的核心技術(shù)是晶閘管電子開關(guān)高速率將濾波器投入、退出電網(wǎng)平滑無沖擊。裝置內(nèi)計算機還對散熱器溫度、補償電流、電網(wǎng)電壓和接觸器接點進行監(jiān)視，在無人值守情況下，實現(xiàn)散熱器超溫、補償電流過流和過載、電網(wǎng)電壓氛相和相序錯、接觸器等故障的保護和容錯運行。裝置運行后，不僅使功率因數(shù)大于0.95，而且使諧波電流和網(wǎng)壓畸變率均達(dá)到GB/T14549-93國家標(biāo)準(zhǔn)。 固定投入的濾波裝置主回咱與圖一類似，只不過晶閘管電子開關(guān)換成了接觸器。計算機控制系統(tǒng)按一定次序和時間間隔投入各次濾波器。為避免諧波放大，為減少投切沖擊和防止補償網(wǎng)壓提升，電容量應(yīng)做得較小，使網(wǎng)壓提升不超過1。5%。實際運行時，諧波電流是基波電流的四、五倍。這對鐵芯電抗器和諧波濾波器都有較高的設(shè)計要求。裝置內(nèi)計算機對補償電流過流和過載、電網(wǎng)電壓缺相和相序錯、接觸器等故障的保護。濾波裝置投入運行后，變壓器輸出電流接近正弦。
