變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變更成各類頻次的交換電源，以完成機電的變速運轉的裝備，此中節制電路完成對主電路的節制，整流電路將交換電變更成直流電，直流中間電路對整流電路的輸入停止光滑濾波，逆變電路將直流電再逆成交換電。對如矢量節制變頻器這類須要大批運算的變頻器來講，偶然還須要一個停止轉矩計較的CPU和一些呼應的電路。變頻調速是經由進程轉變機電定子繞組供電的頻次來到達調速的目標。

　　變頻手藝是應交換機電無級調速的須要而降生的。20世紀60年月今后，電力電子器件履歷了SCR(晶閘管)、GTO(門極可關斷晶閘管)、BJT(雙極型功率晶體管)、MOSFET(金屬氧化物場效應管)、SIT(靜電感到晶體管)、 SITH(靜電感到晶閘管)、MGT(MOS節制晶體管)、MCT(MOS節制晶閘管)、IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)、HVIGBT(耐高壓絕緣柵雙極型晶閘管)的成長進程，器件的更新增進了電力電子變更手藝的不時成長。20世紀70年月起頭，脈寬調制變壓變頻(PWM-VVVF)調速研討引發了人們的高度正視。20世紀80年月，作為變頻手藝焦點的 PWM形式優化題目吸收著人們的稠密樂趣，并得出諸多優化形式，此中以鞍形波PWM形式成果最好。20世紀80年月后半期起頭，美、日、德、英等發財國度的VVVF變頻器已投入市場并取得了普遍操縱。

　　變頻器的分類體例有多種，根據主電路任務體例分類，可以或許分為電壓型變頻器和電流型變頻器;根據開關體例分類，可以或許分為PAM節制變頻器、PWM節制變頻器和高載頻PWM節制變頻器;根據任務道理分類，可以或許分為V/f節制變頻器、轉差頻次節制變頻器和矢量節制變頻器等;根據用處分類，可以或許分為通用變頻器、高機能公用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。

　　VVVF：轉變電壓、轉變頻次 CVCF：恒電壓、恒頻次。列國操縱的交換供電電源，不管是用于家庭仍是用于工場，其電壓和頻次均為400V/50Hz或200V/60Hz(50Hz)，等等。凡是，把電壓和頻次牢固不變的交換電變更為電壓或頻次可變的交換電的裝配稱作“變頻器”。為了發生可變的電壓和頻次，該裝備起首要把電源的交換電變更為直流電(DC)。

　　用于機電節制的變頻器，既可以或許轉變電壓，又可以或許轉變頻次。

　　變頻器的任務道理

　　咱們曉得，交換電念頭的同步轉速抒發式位：

　　n=60 f(1-s)/p (1)

　　式中

　　n———異步電念頭的轉速;

　　f———異步電念頭的頻次;

　　s———電念頭轉差率;

　　p———電念頭極對數。

　　由式(1)可知，轉速n與頻次f成反比，只需轉變頻次f便可轉變電念頭的轉速，當頻次f在0～50Hz的規模內變更時，電念頭轉速調理規模很是寬。變頻器便是經由進程轉變電念頭電源頻次完成速率調理的，是一種抱負的高效力、高機能的調速手腕。

　　變頻器節制體例

　　高壓通用變頻輸入電壓為380～650V，輸入功率為0.75～400kW，任務頻次為0～400Hz，它的主電路都接納交—直—交電路。其節制體例履歷了以下四代。

　　1U/f=C的正弦脈寬調制(SPWM)節制體例

　　其特色是節制電路布局簡略、本錢較低，機器特征硬度也較好，可以或許知足普通傳動的光滑調速請求，已在財產的各個范疇取得普遍操縱。可是，這類節制體例在低頻時，因為輸入電壓較低，轉矩受定子電阻壓降的影響比擬明顯，使輸入最大轉矩減小。別的，其機器特征畢竟不直流電念頭硬，靜態轉矩才能和靜態調速機能都還不盡如人意，且體系機能不高、節制曲線會隨負載的變更而變更，轉矩呼應慢、機電轉矩操縱率不高，低速時因定子電阻和逆變器死區效應的存在而機能降落，不變性變差等。因此人們又研討出矢量節制變頻調速。

　　2電壓空間矢量(SVPWM)節制體例

　　它因此三相波形全體天生成果為條件，以迫近機電氣隙的抱負圓形扭轉磁場軌跡為目標，一次天生三相調制波形，之內切多邊形迫近圓的體例停止節制的。司理論操縱后又有所改良，即引入頻次彌補，能消弭速率節制的偏差;經由進程反應預算磁鏈幅值，消弭低速時定子電阻的影響;將輸入電壓、電流閉環，以進步靜態的精度和不變度。但節制電路關鍵較多，且不引入轉矩的調理，以是體系機能不取得底子改良。

　　矢量節制(VC)體例

　　矢量節制變頻調速的做法是將異步電念頭在三相坐標系下的定子電流Ia、Ib、Ic、經由進程三相-二相變更，等效成兩相運動坐標系下的交換電流 Ia1Ib1，再經由進程按轉子磁場定向扭轉變更，等效成同步扭轉坐標系下的直流電流Im1、It1(Im1相稱于直流電念頭的勵磁電流;It1相稱于與轉矩成反比的電樞電流)，而后仿照直流電念頭的節制體例，求得直流電念頭的節制量，顛末呼應的坐標反變更，完成對異步電念頭的節制。實在質是將交換電念頭等效為直流電念頭，別離對速率，磁場兩個份量停止自力節制。經由進程節制轉子磁鏈，而后分化定子電流而取得轉矩和磁場兩個份量，經坐標變更，完成正交或解耦節制。矢量節制體例的提出具備劃時期的意思。但是在現實操縱中，因為轉子磁鏈難以切確觀察，體系特征受電念頭參數的影響較大，且在等效直流電念頭節制進程中所用矢量扭轉變更較龐雜，使得現實的節制成果難以到達抱負闡發的成果。

　　間接轉矩節制(DTC)體例

　　1985年，德國魯爾大學的DePenbrock傳授初次提出了間接轉矩節制變頻手藝。該手藝在很大水平上處理了上述矢量節制的缺乏，并以新奇的節制思惟、簡練了然的體系布局、良好的消息態機能取得了敏捷成長。今朝，該手藝已成功地操縱在電力機車牽引的大功率交換傳動上。 間接轉矩節制間接在定子坐標系下闡發交換電念頭的數學模子，節制電念頭的磁鏈和轉矩。它不須要將交換電念頭等效為直流電念頭，因此省去了矢量扭轉變更中的很多龐雜計較;它不須要仿照直流電念頭的節制，也不須要為解耦而簡化交換電念頭的數學模子。

　　矩陣式交—交節制體例

　　VVVF變頻、矢量節制變頻、間接轉矩節制變頻都是交—直—交變頻中的一種。其配合錯誤謬誤是輸入功率因數低，諧波電流大，直流電路須要大的儲能電容，再生能量又不能反應回電網，即不能停止四象限運轉。為此，矩陣式交—交變頻應運而生。因為矩陣式交—交變頻省去了中間直流關鍵，從而省去了體積大、價錢貴的電解電容。它能完成功率因數為l，輸入電流為正弦且能四象限運轉，體系的功率密度大。該手藝今朝雖還沒有成熟，但仍吸收著浩繁的學者深切研討。實在質不是間接的節制電流、磁鏈等量，而是把轉矩間接作為被節制量來完成的。詳細體例是：

　　——節制定子磁鏈引入定子磁鏈觀察器，完成無速率傳感器體例;

　　——主動辨認(ID)依托切確的機電數學模子，對機電參數主動辨認;

　　——算出現實值對應定子阻抗、互感、磁飽和身分、慣量等算出現實的轉矩、定子磁鏈、轉子速率停止及時節制;

　　——完成Band—Band節制按磁鏈和轉矩的Band—Band節制發生PWM旌旗燈號，對逆變器開關狀況停止節制。

　　矩陣式交—交變頻具備疾速的轉矩呼應(<2ms)，很高的速率精度(±2%，無PG反應)，高轉矩精度(<+3%);同時還具備較高的起動轉矩及高轉矩精度，特別在低速時(包含0速率時)，可輸入150%～200%轉矩。