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(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成的。

　　1.電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為什么能夠自由地改變？

　　*1:r/min

　　電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度單位：每分鐘旋轉(zhuǎn)次數(shù)，也可表示為rpm.

　　例如：2極電機(jī)50Hz3000[r/min]

　　4極電機(jī)50Hz1500[r/min]

　　結(jié)論：電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度同頻率成比例

　　本文中所指的電機(jī)為感應(yīng)式交流電機(jī)，在工業(yè)中所使用的大部分電機(jī)均為此類型電機(jī)。感應(yīng)式交流電機(jī)（以后簡稱為電機(jī)）的旋轉(zhuǎn)速度近似地確決于電機(jī)的極數(shù)和頻率。由電機(jī)的工作原理決定電機(jī)的極數(shù)是固定不變的。由于該極數(shù)值不是一個連續(xù)的數(shù)值（為2的倍數(shù)，例如極數(shù)為2，4，6），所以一般不適和通過改變該值來調(diào)整電機(jī)的速度。

　　另外，頻率能夠在電機(jī)的外面調(diào)節(jié)后再供給電機(jī)，這樣電機(jī)的旋轉(zhuǎn)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(jī)調(diào)速設(shè)備的優(yōu)選設(shè)備。

　　n=60f/p

　　n:同步速度

　　f:電源頻率

　　p:電機(jī)極對數(shù)

　　結(jié)論：改變頻率和電壓是最優(yōu)的電機(jī)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(jī)出于過電壓（過勵磁），導(dǎo)致電機(jī)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(xù)增加，最高只能是等于電機(jī)的額定電壓。

　　例如：為了使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)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(dāng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度（頻率）改變時，其輸出轉(zhuǎn)矩會怎樣？

　　*1:工頻電源

　　由電網(wǎng)提供的動力電源（商用電源）

　　*2:起動電流

　　當(dāng)電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)時，變頻器的輸出電流

　　變頻器驅(qū)動時的起動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩要小于直接用工頻電源驅(qū)動

　　電機(jī)在工頻電源供電時起動和加速沖擊很大，而當(dāng)使用變頻器供電時，這些沖擊就要弱一些。工頻直接起動會產(chǎn)生一個大的起動起動電流。而當(dāng)使用變頻器時，變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機(jī)上的，所以電機(jī)起動電流和沖擊要小些。

　　通常，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要隨頻率的減?。ㄋ俣冉档停┒鴾p小。減小的實際數(shù)據(jù)在有的變頻器手冊中會給出說明。

　　通過使用磁通矢量控制的變頻器，將改善電機(jī)低速時轉(zhuǎn)矩的不足，甚至在低速區(qū)電機(jī)也可輸出足夠的轉(zhuǎn)矩。

　　3.當(dāng)變頻器調(diào)速到大于50Hz頻率時，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩將降低

　　通常的電機(jī)是按50Hz電壓設(shè)計制造的，其額定轉(zhuǎn)矩也是在這個電壓范圍內(nèi)給出的。因此在額定頻率之下的調(diào)速稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速.(T=Te,P<=Pe)

　　變頻器輸出頻率大于50Hz頻率時，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要以和頻率成反比的線性關(guān)系下降。

　　當(dāng)電機(jī)以大于50Hz頻率速度運(yùn)行時，電機(jī)負(fù)載的大小必須要給予考慮，以防止電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的不足。

　　舉例，電機(jī)在100Hz時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大約要降低到50Hz時產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的1/2。

　　因此在額定頻率之上的調(diào)速稱為恒功率調(diào)速.(P=Ue*Ie)

　　4.變頻器50Hz以上的應(yīng)用情況

　　大家知道,對一個特定的電機(jī)來說,其額定電壓和額定電流是不變的。

　　如變頻器和電機(jī)額定值都是:15kW/380V/30A,電機(jī)可以工作在50Hz以上。

　　當(dāng)轉(zhuǎn)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.所以我們稱之為恒功率調(diào)速.

　　這時的轉(zhuǎn)矩情況怎樣呢?

　　因為P=wT(w:角速度,T:轉(zhuǎn)矩).因為P不變,w增加了,所以轉(zhuǎn)矩會相應(yīng)減小。

　　我們還可以再換一個角度來看:

　　電機(jī)的定子電壓U=E+I*R(I為電流,R為電子電阻,E為感應(yīng)電勢)

　　可以看出,U,I不變時,E也不變.

　　而E=k*f*X,(k:常數(shù),f:頻率,X:磁通),所以當(dāng)f由50-->60Hz時,X會相應(yīng)減小

　　對于電機(jī)來說,T=K*I*X,(K:常數(shù),I:電流,X:磁通),因此轉(zhuǎn)矩T會跟著磁通X減小而減小.

　　同時,小于50Hz時,由于I*R很小,所以U/f=E/f不變時,磁通(X)為常數(shù).轉(zhuǎn)矩T和電流成正比.這也就是為什么通常用變頻器的過流能力來描述其過載(轉(zhuǎn)矩)能力.并稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速(額定電流不變-->最大轉(zhuǎn)矩不變)

　　結(jié)論:當(dāng)變頻器輸出頻率從50Hz以上增加時,電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩會減小.

　　5.其他和輸出轉(zhuǎn)矩有關(guān)的因素

　　發(fā)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(zhuǎn)矩能力。

　　載波頻率:一般變頻器所標(biāo)的額定電流都是以最高載波頻率,最高環(huán)境溫度下能保證持續(xù)輸出的數(shù)值.降低載波頻率,電機(jī)的電流不會受到影響。但元器件的發(fā)熱會減小。

　　環(huán)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(hù)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米降容5%就可以了.

　　6.矢量控制是怎樣改善電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩能力的？

　　*1:轉(zhuǎn)矩提升

　　此功能增加變頻器的輸出電壓（主要是低頻時），以補(bǔ)償定子電阻上電壓降引起的輸出轉(zhuǎn)矩?fù)p失，從而改善電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。

　　$改善電機(jī)低速輸出轉(zhuǎn)矩不足的技術(shù)

　　使用"矢量控制"，可以使電機(jī)在低速,如(無速度傳感器時)1Hz（對4極電機(jī)，其轉(zhuǎn)速大約為30r/min）時的輸出轉(zhuǎn)矩可以達(dá)到電機(jī)在50Hz供電輸出的轉(zhuǎn)矩（最大約為額定轉(zhuǎn)矩的150％）。

　　對于常規(guī)的V/F控制，電機(jī)的電壓降隨著電機(jī)速度的降低而相對增加，這就導(dǎo)致由于勵磁不足，而使電機(jī)不能獲得足夠的旋轉(zhuǎn)力。為了補(bǔ)償這個不足，變頻器中需要通過提高電壓，來補(bǔ)償電機(jī)速度降低而引起的電壓降。變頻器的這個功能叫做"轉(zhuǎn)矩提升"（*1）。

　　轉(zhuǎn)矩提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(jī)轉(zhuǎn)矩并不能和其電流相對應(yīng)的提高。因為電機(jī)電流包含電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩分量和其它分量（如勵磁分量）。

　　"矢量控制"把電機(jī)的電流值進(jìn)行分配，從而確定產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電機(jī)電流分量和其它電流分量（如勵磁分量）的數(shù)值。

　　"矢量控制"可以通過對電機(jī)端的電壓降的響應(yīng)，進(jìn)行優(yōu)化補(bǔ)償，在不增加電流的情況下，允許電機(jī)產(chǎn)出大的轉(zhuǎn)矩。此功能對改善電機(jī)低速時溫升也有效。