变频器在日常生活中已然是一种很常见的装置，不论是在家用电器或是工业生产中，都少不了其身影。变频器总体上来就是：交流-直流-交流 （也可以说是先整流-再逆变） ，经过这种处理过程的变频器也叫交直交变频，目前也是各个行业用的比较多的一种。此外，还有一种交流-交流变换的，这种也被称为交交变频器。小编在下文中讲为大家详细介绍什么是变频器，它是由哪些部件组成的，及其工作原理、作用和常见分类。

什么是变频器？

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。

变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。

变频器是由哪些主要部件组成的？

变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。

整流器：

大量使用的是二极管的变流器，它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以进行再生运转

逆变器：

同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。

变频器的工作原理是怎样的？

变频器的工作原理，是应用变频技术与微电子技术的原理，通过改变电机工作电源频率的方式来控制交流电动机的电力控制设备。使用的电源分为交流电源和直流电源，一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压，整流滤波后得到的。交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95%左右。

典型的变频器系统图如下所示. 主要包括，操作面板，VFD控制器，电机等部分

1）典型的结构：

主要包括:控制平台，测量电路，功率电路，保护电路等

常见的变频器有两种类型：电压型和电流型，其中功率逆变部分多使用IGBT和IGCT等功率管。

2）典型算法：

其中以西门子为代表的控制算法主要是基于坐标变换(矢量控制)，以ABB为代表的算法有兴趣的朋友可以自行查找资料获取(直接转矩控制)，这里不在赘述。

3）矢量控制：

许多芯片MCU，MPU厂商都给出了变频矢量控制的框图和算法库，有兴趣的可以研究研究，例如下图为微芯科技(Microchip)给出的框图

我们可以在Matlab上进行仿真算法.

变频器的作用有哪些？了解其十大用途

变频器集成了高压大功率晶体管技术和电子控制技术，得到广泛应用。变频器的作用是改变交流电机供电的频率和幅值，因而改变其运动磁场的周期，达到平滑控制电动机转速的目的。

变频器的出现，使得复杂的调速控制简单化，用变频器＋交流鼠笼式感应电动机组合替代了大部分原先只能用直流电机完成的工作，缩小了体积，降低了维修率，使传动技术发展到新阶段。

　　1)降低电力线路电压波动

　　在电机工频启动时，电流剧增的同时，电压也会大幅度波动，电压下降的幅度将取决于启动电机的功率大小和配电网的容量。电压下降将会导致同一供电网络中的电压敏感设备故障跳闸或工作异常，如PC机、传感器、接近开关和接触器等均会动作出错。而采用变频调速后，由于能在零频零压时逐步启动，则能最大程度上消除电压下降。

　　2) 控制电机的启动电流

　　当电机通过工频直接启动时，它将会产生7到8倍的电机额定电流。这个电流值将大大增加电机绕组的电应力并产生热量，从而降低电机的寿命。而变频调速则可以在零速零电压启动(也可适当加转矩提升)。一旦频率和电压的关系建立，变频器就可以按照V/F或矢量控制方式带动负载进行工作。使用变频调速能充分降低启动电流，提高绕组承受力，用户最直接的好处就是电机的维护成本将进一步降低、电机的寿命则相应增加。

　　3) 节能

　　离心风机或水泵采用变频器后都能大幅度地降低能耗，这在十几年的工程经验中已经得到体现。由于最终的能耗是与电机的转速成立方比，所以采用变频后投资回报就更快。

　　4) 可调的转矩极限

　　通过变频调速后，能够设置相应的转矩极限来保护机械不致损坏，从而保证工艺过程的连续性和产品的可靠性。目前的变频技术使得不仅转矩极限可调，甚至转矩的控制精度都能达到3％～5％左右。在工频状态下，电机只能通过检测电流值或热保护来进行控制，而无法像在变频控制一样设置精确的转矩值来动作。

　　5) 可调的运行速度

　　运用变频调速能优化工艺过程，并能根据工艺过程迅速改变，还能通过远控PLC或其他控制器来实现速度变化。

　　6) 可控的加速功能

　　变频调速能在零速启动并按照用户的需要进行均匀地加速，而且其加速曲线也可以选择(直线加速、S形加速或者自动加速)。而通过工频启动时对电机或相连的机械部分轴或齿轮都会产生剧烈的振动。这种振动将进一步加剧机械磨损和损耗，降低机械部件和电机的寿命。另外，变频启动还能应用在类似灌装线上，以防止瓶子倒翻或损坏。

　　7) 受控的停止方式

　　如同可控的加速一样, 在变频调速中, 停止方式可以受控，并且有不同的停止方式可以选择(减速停车、自由停车、减速停车＋直流制动)，同样它能减少对机械部件和电机的冲击，从而使整个系统更加可靠，寿命也会相应增加。

　　8) 可逆运行控制

　　在变频器控制中，要实现可逆运行控制无须额外的可逆控制装置，只需要改变输出电压的相序即可，这样就能降低维护成本和节省安装空间。

　　9)启动时需要的功率更低

　　电机功率与电流和电压的乘积成正比, 那么通过工频直接启动的电机消耗的功率将大大高于变频启动所需要的功率。在一些工况下其配电系统已经达到了最高极限，其直接工频启动电机所产生的电涌就会对同网上的其他用户产生严重的影响, 从而将受到电网运行商的警告, 甚至罚款。如果采用变频器进行电机起停, 就不会产生类似的问题。

　　10) 减少机械传动部件

　　由于目前矢量控制变频器加上同步电机就能实现高效的转矩输出, 从而节省齿轮箱等机械传动部件, 最终构成直接变频传动系统。从而就能降低成本和空间, 提高稳定性。

变频器有哪些常见的分类？

1）按变换频率的方法分类：

变频器按频率变换的方法分为交－交型变频器和交－直交型变频器。

交－交型变频器可将工频交流电直接转换成频率、电压均可以控制的交流，故称直接式变频器。

交直－交型变频器则是先把工频交流电通过整流装置转变成直流电，然后再把直流电变换成频率、电压均可以调节的交流电，故又称为间接型变频器。

2）按直流电源的性质分类：

在交－直－交型变频器中，按主电路电源变换成直流电源的过程中，直流电源的性质分为电压型变频器和电流型变频器。

3）按输入电压等级分类：

变频器按输入电压等级可分低压变频器和高压变频器，低压变频器国内常见的有单相220V变频器、三相220V变频器、i相380V变频器。高压变频器常见有6kV、10kV变压器，控制方式一般是按高低一高变频器或高一高变频器方式进行变换的。