一文教你讀懂變頻器

什么是變頻器？

變頻器是通過應用電力電子技術，改變電機工作電源頻率，以控制電機不同轉速的電力控制設備。變頻器主要有整流電路、緩沖電路、濾波電路、逆變電路等組成（附圖1）。

附圖1

整流電路：主要由整流橋組成；將交流電（市電）經過全橋整流后成直流電。對于三相380V的交流電，經整流后，直流電壓理論值為380X1.414≈537V；而單相220V的交流電，經整流后，直流電壓理論值為220X1.414≈310V。

緩沖電路：抑制在上電瞬間的沖擊電流。由電解電容的工作原理可知，變頻器在上電瞬間，電容的兩端電壓不會突變，而電容兩端的電流會突變，此時電容兩端相當于短路。若沒有緩沖電路（充電電阻），整流橋會因為電流過大而損壞。緩沖電路起到了保護整流橋的作用。

濾波電路：一般電解電容的耐壓值為400V；而三相380V的交流電，經整流后，直流電壓理論值約為537V。因此濾波電容器，只能由兩級電解電容串聯而成。由于電解電容的容量不可能絕對相同，串聯之后兩級電解電容上的電壓分配是不均衡的，會導致兩個電解電容的使用壽命不一樣。為了解決電壓不均衡的問題，需在兩個電解電容兩端分別并聯阻值相同的均壓電阻。

逆變電路：將直流電（直流母線）轉換成交流電的電力電子電路。在逆變橋里的多個IGBT組成。每個IGBT里都集成一個續流二極管，其作用是為電機的定子繞組反饋能量（電機發電）提供回路。當電機處于發電狀態時，其電能可通過續流二極管流向直流回路，電解電容充電。

變頻器有哪些功能特點？

1. 軟啟動功能
用市電直接啟動電機，其啟動電電流為電機額定電流的5-7倍。這種電機直啟情況下，會導致電網電壓下降，影響其他用電設備的正常運行。

采用變頻器軟啟動，其啟動電流一般為額定電流的1.2-1.5倍，有效地降低了啟動沖擊電流，減少變壓器的占有量（附圖2）。

附圖2

2. 變頻調速
傳統的電機調速為變極調速；根據三相異步電動機同轉速：

可通過改變電機定子繞組的磁極對數,就能改變它的同步轉速,從而改變轉子轉速。通過繞組的不同組合連接方式,一般可得到兩極、三極、四極速度。調速范圍較窄，一般為雙速（附圖3）。

附圖3

變頻調速是根據電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關系：

通過改變電動機工作電源頻率f達到改變電機轉速的目的。其調速方式便利，可根據不同的工藝，給予電機不同的轉速（附圖4）。

附圖4

3. 節能效果
在各種風機、水泵、油泵中，空氣或液體產生的阻力大致與電機轉速的2次方成正比，所需的功率與電機速度的3次方成正比。

當所需風量、流量減少時，利用變頻器調速的方式來調節風量和流量，可以大幅度地節約電能。附圖5為泵類負載節電理論依據。

附圖5

關注『面包板社區』，后臺回復"技術關鍵詞"，領取300 G學習資料包（如：電源、電機、嵌入式、信號系統、模電、華為、電子學、電路、c語言...）

掃碼關注@面包板社區
每天學點電子技術
▼

▼點擊閱讀原文，下載《變頻器應用、維護與維修》