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變頻器信息-變頻器的工作原理是什么？

變頻器，顧名思義，就是可以改變頻率的器件，它是一個頻率和電壓能調(diào)整輸出的交流電源而已，主要用來給異步電機(jī)進(jìn)行調(diào)速使用。在變頻器沒有出現(xiàn)以前，異步電機(jī)調(diào)速是非常麻煩的，因?yàn)檗D(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩不是一條直線，比如通過滑差頭來調(diào)速，或者簡單的降壓調(diào)速等等，效果都不理想。根據(jù)三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式，轉(zhuǎn)速n=60*f/p(1-s)，其中p是極對數(shù)，s是轉(zhuǎn)差率，f是電源的頻率，只要能輸出一個頻率可控的交流電源，三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速就可以順利改變，這個就是變頻器工作原理的根本。
但是發(fā)電廠供應(yīng)的三相交流電源，是相差120°的正弦波，頻率都是50HZ的，在電力電子器件被發(fā)明以前，相改變這個電源頻率，幾乎是不可能完成的事情，所以交流電機(jī)發(fā)明了幾乎接近100年都沒有良好的調(diào)速裝置。
后來晶閘管，GTR管，IGBT管等大功率器件在上個世紀(jì)末相應(yīng)被發(fā)明了，還有單片機(jī)嵌入式技術(shù)日益成熟，人們找到了異步電機(jī)調(diào)速的基本方法。那就是先把三相交流電壓，經(jīng)過二極管或者可控硅來整流成為波動的直流電，再利用電容來濾波和穩(wěn)壓，變成穩(wěn)定的直流電，利用6個IGBT管來組成逆變回路，單片機(jī)通過PWM斬波的方法，輸出一系列可變脈寬的方波，用來模擬出可變頻率的交流電的等效效果，達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。
可以想象一下，任何曲線都能用很多條直線段來分段模擬鏈接，模擬用的直線段越多，曲線就可以被描述得越精確，這個實(shí)際是數(shù)學(xué)上的微積分的理念了。
正弦波雖然看起來很復(fù)雜，但是同樣可以用很多個方波來模擬等效它，如果輸出等幅值而寬度可變的方波，而且方波的面積和對應(yīng)的正弦波面積相等，它的作用會等同于正弦波的工作效果，通過控制工作周期就可以改變輸出電源的頻率，這種就是所謂的PWM控制了，因?yàn)镮GBT這些開關(guān)管可以實(shí)現(xiàn)非常高速的開關(guān)功能，比如有幾十K的頻率，這樣輸出的方波足夠多，模擬出來的正弦波效果就比較好。
但是電機(jī)光改變頻率還不夠的，電壓也要跟著調(diào)整，否則可能會讓電機(jī)工作不正常，比如嚴(yán)重發(fā)熱而燒毀等。主要是因?yàn)殡姍C(jī)的鐵芯是非線性的，要求在電源頻率改變的時(shí)候，電壓也要改變，這樣才可以控制主磁通恒定不變。
因?yàn)椋褐鞔磐ā蛛姍C(jī)電壓÷（4.44*頻率*電子繞組匝數(shù)）
因此要在調(diào)頻的時(shí)候，讓電機(jī)電壓也跟著頻率的變化而變化，這樣主磁通就可以保持不變了，避免磁通飽和或者工作在弱磁狀態(tài)。