在近代工業(yè)發(fā)展的幾十年來，變頻器逐漸成為了工業(yè)控制領(lǐng)域的中堅力量。尤其是如今它承擔(dān)了電機調(diào)速的功能，因此，無論是提高生產(chǎn)效率還是在節(jié)能方面，它承擔(dān)了必不可少的作用。作為應(yīng)用頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)和微電子的功率控制裝置，它功能是通過改變交流電機的功率頻率來控制交流電機速度。

那么，在電機調(diào)速的過程中變頻技術(shù)起到了哪些作用？為何交流電機調(diào)速“非它不可”？

關(guān)于變頻技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的作用，我們將從以下幾個方面了解其出生和發(fā)展過程。

在工業(yè)生產(chǎn)中，使用電機準(zhǔn)確控制物體的速度和位置，是一個必要的過程，如提升設(shè)備，織機，材料輸送帶，收縮輥......等類型。設(shè)備。

在以前電機調(diào)速技術(shù)不成熟的時候，人們只能通過使用一些機械輔助結(jié)構(gòu)來解決設(shè)備運動控制的問題，例如變速箱，離合器...等復(fù)雜的機械傳動設(shè)備，但你總會遇到一些無法通過上述機械輔助手段調(diào)整電機運行的情況，那么為了實現(xiàn)一定的運動目的時，就必需更換齒輪箱，改變齒輪比，或切換離合器，這樣不僅非常費時，并且會造成機械設(shè)備的嚴(yán)重耗損。

在另一種類型的流體控制應(yīng)用場景中，電動機由葉輪旋轉(zhuǎn)，從而推動氣體，液體流動或?qū)е孪鄳?yīng)的氣壓，液壓，并且早期階段只能將閥門通過管道內(nèi)部。轉(zhuǎn)動和關(guān)閉以實現(xiàn)流體流量和壓力控制，該控制模式是一種非常浪費的電力。

在變頻器時代，由于不公平地調(diào)整電機速度，為了實現(xiàn)某些運動目的，傳統(tǒng)機械必須增加許多配件，這不僅可以提高整體系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本，還限制了性能和開發(fā)設(shè)備。空間，為了解決這些問題，推出簡單高效的電機速度控制技術(shù)一直是工業(yè)驅(qū)動研究的熱點和痛點。

為了解決這個問題，早期電機速度的焦點始終是直流電動機。其中一個主要原因是人們首先掌握整改技術(shù)，直流電機的機械性能也適用于某些場景要求，最簡單的電力調(diào)整。樞軸方法是串聯(lián)電阻，電壓越大，降低電壓降低，直流電機速度越慢。

但是，直流電機的缺陷也非常明顯，例如：收集器環(huán)和碳刷需要定期維護，直流電機制造過程復(fù)雜，制造高......這意味著在各種電機應(yīng)用中，直流電動機不合適 。

與直流電機相比，交流電機簡單，沒有普通結(jié)構(gòu)，易于制造，穩(wěn)定，適合高速，高電壓，電流應(yīng)用，唯一需要解決通信電機速度控制問題。

早在1888年，AC和AC電機已被錄取，但經(jīng)過長時間之后，由于其結(jié)構(gòu)原因，交流電機只能通過一個或多個固定速度操作。速度與頻率成比例。從上述公式可以看出：n=60f（1-s）/ p，旋轉(zhuǎn)比S和POAROGUM n值P是電動機的固有特性參數(shù)，并且在制造電動機之后不能改變。如果您想自由調(diào)整速度，只有輸入頻率f更改其功率;在變頻器出生之前，基本上沒有自由調(diào)整電網(wǎng)電壓的頻率。

在20世紀(jì)80年代，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，特別是微處理器和晶閘管，可以控制晶閘管的導(dǎo)通狀態(tài)。以這種方式，使用微處理器控制上橋和下橋開關(guān)元件的下降閉合，并且可以將DC電氣變化轉(zhuǎn)換為AC電流，這是我們經(jīng)常說的變頻技術(shù);與此同時，我們可以調(diào)整電源組件。 ，打開和關(guān)閉動作周期可以調(diào)整為變頻器輸出頻率。

最后，結(jié)合整流技術(shù)，我們可以改變電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率和改變電機頻率所需的電源的頻率，并實現(xiàn)電機速度的速度。調(diào)整控制;通過長科技開發(fā)和科學(xué)家，變頻器在二級應(yīng)用中升級并演變，慢慢轉(zhuǎn)向我們今天看到的方式。

了解變頻器的完整性，開發(fā)頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)旁邊的三個階段：

1.電力電子設(shè)備更新

隨著半導(dǎo)體器件的連續(xù)發(fā)展，我們使用全控制的設(shè)備來更換半控制晶閘管（SCR），該晶閘管（SCR）變?yōu)槊}沖寬度調(diào)制的PWM波形，這大大減少了諧波分量，增加了異步電動機調(diào)速。該范圍減少了扭矩的波動。

IGBT操作頻率通常可以達到10到20kHz。與2KHz三極管BJT相比，工作頻率很高，尤其是在某些電壓和電流指示器中，超過使用BJT，例如電流浪涌。由于可以使用IGBT，因此可以提高載波頻率，因此可以形成所需的PWM波形，從而大大減少諧波噪聲，因此在電流轉(zhuǎn)換器應(yīng)用中，IGBT基本上取代BJT。

IPM，即智能電源模塊，IGBT作為開關(guān)設(shè)備，不僅是集成電源開關(guān)設(shè)備和驅(qū)動電路。它還集成了故障檢測電路，例如過壓，過電流和內(nèi)部過熱，并且可以發(fā)送到CPU。即使使用負(fù)載事故或使用不當(dāng)，IPM本身也沒有損壞。

IGBT模塊

2.控制方法的發(fā)展

較早的變頻器控制模式是恒定電壓頻率比，即V/F控制。v是電壓的有效值，改變V/F只能調(diào)節(jié)電動機的穩(wěn)態(tài)磁通量和扭矩。為了改善低頻的扭矩，扭矩增加，并且可以使用補償電壓的方法，有些可以補償具有負(fù)載變化的定子繞組電壓降。

后來，有一種新的控制方法-變頻器中的矢量控制。基本原理是建立等效的直流電動機模型，并將異步機的定子電流分解成激勵構(gòu)件和扭矩分量。激發(fā)載波的控制是最重要的，因此矢量控制被稱為磁場方向，并且扭矩的控制是間接的。

矢量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

矢量控制需要坐標(biāo)變換操作，并且需要檢測實際速度信號，因此速度傳感器需要反饋，即閉環(huán)矢量控制。然后，提出了一種具有無障行傳感器矢量控制的方案。基于電動機的實際相電壓和相位電流和固定轉(zhuǎn)子繞組參數(shù)，計算轉(zhuǎn)子磁鏈和扭矩電流的觀察值，從而實現(xiàn)磁場取向的矢量控制。

還存在一種與矢量控制并聯(lián)的方法，稱為直接扭矩控制（DTC），強調(diào)直接控制扭矩。實際上基于測量的電動機電壓和電流來計算電動機磁通量和扭矩的估計，并且在控制扭矩之后，也可以控制電動機的速度。

直接扭矩控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.功能多樣性

除了電機變頻速度的基本任務(wù)外，電流變頻器還具有各種功能。例如：

（1）智能調(diào)速。

（2）程序化運作

（3）自主節(jié)能運行

（4）電機參數(shù)的自學(xué)

（5）PID控制操作

（6）通信和反饋功能

自20世紀(jì)70年代，異步電動機矢量控制理論的出現(xiàn)，既解決了交流電機扭矩控制的問題，也為直接扭矩控制提供了有效方案。而如今，在這個行業(yè)領(lǐng)域之中，國內(nèi)變頻器品牌的產(chǎn)品，無論是在功能還是價格方面，都能很好的滿足我國工業(yè)發(fā)展的需求。