隨著如今的技術發展，變頻驅動技術已開始在各種機械設備以及自動化機器人控制領域嶄露頭角，目前該技術的應用領域涵蓋了制造、加工、倉儲、以及部分物流設施。

變頻器作為一種經濟且實惠的工控設備，無論是在物料搬運，加工或泵和風扇等設備上應用，都可以幫助企業優化設備性能，降低能耗，有效延長機器人的使用期限，這就為企業節省大量成本。變頻技術可用于基本電壓模式，230V，480V或600V電機操作，在三相電源中運行。 變頻設備的選擇是取決于電機類型，電壓，額定電流，接入功率和輸入/輸出（I / O）的類型。 大小取決于與應用相關的一系列因素，包括電機的全負荷等級以及滿載中的最大電壓。

在最基本的變頻器應用中，通過調節接入電動機的電源的頻率和電壓，使操作人員可以將電機的速度和負載要求匹配起來。對于特定的應用，可以使電機運行在最高效的速度上，并且減少能源消耗。變頻器為有創造力的OEM行業和最終用戶帶來了大量可實現的潛在效率。更新的使用變頻驅動技術的方式有助于解決特定的運動控制應用的挑戰，并使其更加經濟、利潤更高。下面將介紹6個使用變頻器解決方案處理先進的運動控制應用的真實場景。

1、負載變化的傳送帶

不管是在機場還是工廠的傳送設備中，運輸變量負荷的運輸磁帶都是長期挑戰和功耗的顯著限制。 在空轉的輸送帶上無需全功率運行，不過需要在一定時間以后、加上負載的時候或者接到電機調整的指令之后作出響應。

當傳輸設備應用變頻器進行變載運行時，可以節省大量電能（參見圖1）。 變頻器感應更輕的負載，然后調整電機的功率因數使其運行得更加高效，即便是在低負荷的周期內。 此模式可最大限度地減少功耗，而無需足夠的負載，并且可以在添加更大的負載時以最佳性能提高功耗并在最佳性能下操作。

在上圖中的運送可變負載的傳送帶可以使用變頻器來運行，大大地節省了功率消耗。變頻器感應更輕的負載，然后調整電機的功率因數使其運行的更加高效，即便是在低負荷的周期內。

對于占地比較廣的大型工廠或自動化系統，分散化的變頻器免除了將電纜敷設到控制柜所需要的時間和成本（包括材料和人工）。除此以外，從盡量靠近電機的電源總線上接入供電變得更簡單，而且更具有有成本效益。

2、簡化內部設備組合

變頻技術能夠為部分控制系統提供更為簡化的電氣控制方案。 具有多種固定速度選項的新型變頻技術可以通過改變電動機的速度大大減少內部物流應用中使用的不同齒輪電機組合的數量。

在大型的倉庫中，所有的傳送帶都連接在一個大的網絡內，需要不同位置的傳送帶以不同的速度運行。這就意味著在系統的不同部分要安裝眾多變速箱，每臺變速箱具有獨特的功率輸入輸出比，以此確保每個部分的傳送帶都以正確的速度運行。可是，其結果是需要使用很多不同的變速箱輸入輸出比來支持相同的功率要求。

與部署20臺大小各異的變速箱的做法不同，新的解決方案僅僅需要4到5臺變頻器/電機/變速箱的組合就足夠了。通過調節頻率來控制速度，操作員可以優化每一種組合，而不需要依賴跨接在線路上的單一速度電機連接器。

3、在更高頻率下運行感應式電機

普通的感應式電機是為運行在60Hz頻率的電源下而設計的，但這不一定就是應用中最優的設計。使用變頻器，OEM廠商可以為諸如風電應用設計出最低可以運行在20Hz的電機，或者對于功率密度高得多的應用中可以運行的頻率高達100到600Hz。

因為功率可由速度乘以轉矩計算得出，因此OEM廠商可以設計出更小的電機，卻具有與傳統的感應式電機相同的功率。一般來說，這種更高頻率的電機的大小是運行在50/60Hz頻率下電機的一半，但是卻具備相同的功率。除此以外，由于電機的慣性更小了，使用變頻器的感應式電機具備了提供更多動態系統功能的能力。

4、在伺服模式下運行感應式電機

伺服控制要求具備高精度的速度和位置，它需要準確性。鑒于此，在執行伺服功能的時候，永磁電機就成為了設備的首選。不過，由于它們依賴于稀有的金屬，因而價格也比較昂貴。

如果信息反饋完善，變頻器控制的感應式電機也可以運行在伺服模式下。與傳統的永磁伺服電機相比，變頻器提供了性價比更好的替代方案。雖然變頻器主要用于開環速度控制，并且一般不會認為會實現特別高的精度，但這項技術足夠可以控制很多伺服應用情況下的電機轉子位置。

如果功率密度并不是那么好，電機會稍微大一些，因此很有必要仔細考慮系統的需求、電機尺寸和功能。例如，變頻器感應伺服電機的加速無法像永磁電機那么快，不過你需要考慮的是你的應用場合真的需要實現這種功能嗎？雖然該解決方案的動態性可能略低，但顯著的成本節省可能在市場競爭上為企業帶來顯著的優勢。

5、在沒有反饋的情況下運行永磁電機

對于一般應用來說，永磁電機是屬于效率最高的電機，不過需要具備追蹤電極位置以及進行電機適當整流所需要的反饋信息。

目前，變頻技術可以在沒有反饋的情況下運行永磁電機，而且還能獲得5度以內的位置精度。有了變頻器，當電機在停止位置的時候，會計算電極的位置，然后可以為了實現良好的控制而對電機進行整流。

無需任何反饋的位置控制應用免除了對電纜及更加昂貴的伺服變頻器的需求，而是用更加經濟、更加高效的變頻器取而代之。采用變頻器技術為永磁電機提供動力也意味著，如果減少功率消耗對于某些應用更加關鍵的話，此類應用可以運行在速度模式下。

6、減小盤柜占地面積和電纜長度

變頻器在使用過程中，我們通常會下意識的忽略這種設備帶來的安裝空間的節省。 可以減少電機和齒輪箱的組合，以減少工廠車間的控制面板的地板和電機電纜的長度。 對于具有大區域電機的人，或在一組移動部件中共用一組電源軌和其他移動部件，它們可以帶來更多的電動機集成帶來更多好處。

對于那些電機占地面積很大的設備，或者在一套系統中一套運動組成部分和其他的運動組成部分共用一組供電軌道，將變頻傳動設備與電機整合在一起才有意義。為此，許多系統工程師會將所有電纜鋪設到中央控制柜上，而不是實現依賴于獨立驅動電機的分布式系統，只需要將主控制柜的控制電纜連接每個部件上進行控制。

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