变频驱动器 是一种类型的设计为改变供给到交流电动机的频率及电压，这将导致按照需求改变电机的转速的变化的电子控制器，所述VFD可以简单地或转动上下电机的转速及电压，以满足速度和扭矩要求。

为了控制电机的转速，变频器控制提供给它的电能频率。频率（或赫兹）与电机速度（RPM）直接相关。频率越快，电机的转速越快。随着应用的电机速度要求发生变化，VFD可以简单地调高或调低电机速度以满足速度要求，最终节省能源。

变频驱动器可以在船上运行通风系统，泵，输送机和机床驱动器，用于船首推进器，azipod系统等.VFD的其他名称是变速驱动器，可调速驱动器，可调频率驾驶等。

变频器的主要组成部分是什么？

变频驱动基本系统包括交流电机，控制器和操作员界面。变频器通常用于三相感应电机，因为与单相或同步电机相比，它具有多功能性和成本效益。

变频驱动器接口允许用户调整运行速度，启动和停止电机。界面还可以允许用户在自动控制或手动速度调节之间切换和反转。

这些是变频驱动的主要模块：整流器：用于将输入交流电源更改为直流电。可以使用不同的设计，这些设计根据VFD所需的性能进行选择中间电路： 然后通过电感器和电容器的组合在中间电路中调节整流的直流电源。逆变器：用于将经过整流和调节的DC转换回可变频率和电压的交流电源控制单元： 控制器监视和控制整流器，中间电路和逆变器，以响应外部控制信号提供正确的输出。整个过程由微处理器控制，该微处理器监控以下内容：输入电源电压速度设定点直流母线电压输出电压和电流确保电机运行在既定参数范围内。描述变频器的工作原理？

最初，输入AC电源馈入转换器，转换器通常由六个二极管0r晶体管组成，其工作方式类似于止回阀。转换器将交流电源转换为直流电，允许电流仅在一个方向流动。从转换器获得的输出是方波形，它包含纹波电压，通过直流链路平滑。然后将整流的DC馈送到逆变器。逆变器将经整流和调节的DC转换回所需频率和电压的AC电源。为了获得3相AC，开关S1至S6同时接通/断开。如果改变开关的开/关顺序，则在UV，VW和WU之间改变相序，并且可以改变旋转方向。

注意： - 重要的是要记住，当VFD的输出频率改变时，输出电压也必须改变; 这确保了电动机的速度 - 转矩特性的平衡。

扭矩Tm = K×Φ×I = K×（V / F）×I

假设如果电压是固定的并且仅频率降低，则增加的磁通量（Φ）导致铁芯磁饱和，然后增加的电流导致过热和烧坏。

因此，改变施加到电动机的电压（V）和频率（F），使它们的关系保持恒定，即使电动机改变，电动机输出转矩也是恒定的。

如果我们想将电机频率降低到30 Hz，那么我们只需更慢地切换逆变器输出晶体管。但是，如果我们将频率降低到30Hz，那么我们还必须将电压降低到240V以保持V / Hz比

我们假设驱动器在440V电源系统上运行。440V评级为“均方根”或均方根。440V系统的峰值为620V.VFD直流总线具有带交流纹波的直流电压。VFD可以通过添加电容消除直流母线上的交流纹波。这些电容吸收交流纹波并提供平滑的直流电压。因此，DC总线上的电压变为“大约”620VDC。实际电压取决于为变频器供电的交流线路的电压水平，电力系统的电压不平衡水平，电机负载，电力系统的阻抗以及变频器上的任何电抗器或谐波滤波器。

VFD不产生正弦输出。它产生的矩形波形不是通用配电系统的理想选择，但完全适用于电机。

有哪些不同类型的变频器？

根据要求通常使用三种类型的VFD。这些是：脉冲宽度调制（PWM）。电流源逆变器（CSI），电压源逆变器（VSI），脉宽调制（PWD）

脉冲宽度调制VFD使用二极管桥式整流器将输入的交流电压转换为直流电压。直流输出使用大电容来消除整流器后的纹波，并产生稳定的直流母线电压。

然后经整流和调节的DC电压通过逆变器转换回AC。这种转换通常通过使用称为脉冲宽度调制（PWM）的技术使用诸如IGBT功率晶体管的功率电子器件来实现。直流电压被斩波成可变宽度，但是恒定水平。通过改变DC电压的脉冲宽度和极性，可以在很宽的频率范围内产生平均的正弦AC输出，通常为0.5-120Hz。

由于电机电感的平滑效应，电机电流看起来几乎呈正弦形状。提供给电机的频率由每秒输出的正到负转换次数决定。这些晶体管由微处理器控制或电机IC，监控驱动器的各个方面，以提供正确的排序。

脉冲宽度调制（PWM）变频器（VFD）是最常用的控制器之一，已经证明适用于0.5 HP至500 HP范围内的电机。大多数PWM VFD的额定电压为230V或460V，三相工作，输出频率范围为0.5至120 Hz。

优点没有电机齿槽效率从92％到96％由于固定的直流母线电压，输入功率因数很高初始成本低可用于需要多个电机的应用劣势非再生操作高频开关可能导致电机发热和绝缘击穿。电流源逆变器（CSI）

电流源逆变器（CSI）或AC-DC-AC同步逆变器通常用于交流同步电动机驱动，也用于船舶电力推进。它的转换器和逆变器依靠自然关断（线路换向）为晶闸管3-转换器两端的相AC电压。在整流和反转阶段之间，形成DC链路的电流平滑电抗器线圈。可控整流器和直流母线的组合被认为是逆变器的电流源，其任务是顺序直接阻断电流进入电动机绕组，如下图所示

直流电流的大小由整流器晶闸管的受控切换设定。输入电流保持恒定但输入电流可调。电机供电频率（及其速度）由变频器切换速率设定。六个逆变器晶闸管每个周期提供6个电流脉冲（称为6脉冲转换器）。

在外行语言中，我们可以说电流源（可控整流级）提供所需的电动机转矩，逆变器级控制所需的速度。逆变器的输出电压与负载无关。负载电流的大小和性质取决于负载阻抗的性质。

注意： - 为了保持正确的电压与频率（伏特/赫兹），必须通过正确的SCR排序来调节电压。

再生制动和CSI的多次运行

当电机速度小于同步速度时，机器作为发电机工作。电源从机器流向直流链路，直流链路电压反向。如果使完全受控的转换器用作逆变器，则DC链路的电源将被转移到AC电源，并且将进行再生制动。因此，交流电动机驱动器的再生制动不需要额外的设备。

优点再生电力能力简单的电路可靠性（限流操作）清洁电流波形高效率固有的短路保护劣势低速电机齿槽（轴冲/运动）功率因数随着速度的降低而降低要求输入侧的隔离变压器由于内部电源组件，驱动器的物理尺寸更大大功率谐波发电回送到电源取决于电机负载可变电压逆变器（VVI）

基本可变电压逆变器使用一组具有斩波电路的SCR将输入的AC电压转换为DC并产生六步波形。这些SCR提供了一种控制整流DC电压值从0到大约620V DC的方法。DC链路部分的L扼流圈和C电容器调节转换的DC电压。逆变器部分包括六个开关器件，如晶闸管，双极晶体管，MOSFET和IGBT。控制逻辑使用微处理器来接通和断开晶体管，从而向电动机提供可变电压和频率。

这种类型的切换通常被称为六步，因为完成一个360°循环需要六个60°的步骤。虽然电动机更喜欢平滑的正弦波，但可以令人满意地使用六步输出。主要缺点是每次切换诸如双极晶体管的开关装置时发生的扭矩脉动。该

当电动机的速度变化时，脉动在低速时会很明显。这些速度变化有时被称为齿槽效应。非正弦电流波形在电动机中引起额外的加热，需要电动机降额。

图中显示了VTI逆变器的电压和电流波形图。从该图中可以看出，电压分六步发展，产生的电流看起来像一个正弦波。

变频器官网：www.czdrives.com