變頻驅動器（VFD）是一種類型的，通過改變供給到電動機的頻率和電壓驅動電動機馬達控制器。VFD的其他名稱是變速驅動器，可調速驅動器，變頻器，交流變頻器，微驅動器和逆變器。
頻率（或赫茲）與電機的轉速（RPM）直接相關。換句話說，頻率越快，RPM越快。如果應用不需要電動機全速運行，VFD可用於降低頻率和電壓以滿足電動機負載的要求。隨著應用程序電機轉速要求的變化，VFD可以簡單地調高或降低電機轉速以滿足速度要求。
變頻器如何工作？
變頻交流變頻器的第一個階段是變頻器。該轉換器由六個二極管組成，類似於管道系統中使用的止回閥。它們允許電流僅在一個方向上流動; 二極管符號中箭頭所示的方向。例如，無論何時A相電壓（電壓類似於管道系統中的壓力）比B或C相電壓更正，那麼該二極管將斷開並允許電流流動。當B相變得比A相更正時，B相二極管將斷開並且A相二極管將閉合。總線負極的3個二極管也是如此。因此，當每個二極管打開和關閉時，我們會得到六個電流“脈衝”。這被稱為“六脈衝VFD”，這是當前變頻器的標準配置。
我們可以通過增加一個電容來消除直流母線上的交流紋波。電容器以與管道系統中的儲液器或蓄液器類似的方式操作。該電容吸收交流紋波並提供平滑的直流電壓。直流母線上的交流紋波通常小於3伏。因此，直流總線上的電壓變成“大約”650VDC。實際電壓取決於變頻器饋入交流線路的電壓電平，電源系統上電壓不平衡的水平，電機負載，電源系統的阻抗以及變頻器上的任何電抗器或諧波濾波器。
將交流電轉換為直流電的二極管電橋轉換器有時僅稱為轉換器。將直流電轉換回交流電的轉換器也是一個轉換器，但為了將其與二極管轉換器區分開來，它通常被稱為“逆變器”。在工業中，將任何直流 - 交流轉換器稱為逆變器已經很普遍。
當我們關閉逆變器中的一個頂部開關時，電機的相位連接到正直流母線，並且該相位上的電壓變為正值。當我們關閉轉換器中的一個底部開關時，該相位連接到負直流母線並變為負值。因此，我們可以使電機的任何相位隨意變為正或負，並因此可以產生我們想要的任何頻率。所以，我們可以使任何階段都是正面，負面或零。
VFD的輸出是“矩形”波形。VFD不產生正弦輸出。這種矩形波形對於通用配電系統來說不是一個好的選擇，但是對於一臺電動機來說是完全足夠的。
如果我們想要將電機頻率降低到30 Hz，那麼我們只需更慢地切換逆變器輸出晶體管即可。但是，如果我們將頻率降低到30Hz，那麼我們還必須將電壓降低到240V，以保持V / Hz比率（有關這方面的更多信息，請參閱VFD電機理論演示文稿）。如果我們唯一的電壓是650VDC，我們將如何降低電壓？
這稱為脈寬調製或PWM。想象一下，我們可以通過高速開關閥門來控制水管中的壓力。雖然這對於管道系統來說不太實際，但它對VFD來說效果很好。請注意，在前半個週期中，電壓在一半時間內處於ON狀態，一半時間處於OFF狀態。因此，平均電壓是480V或240V的一半。通過脈衝輸出，我們可以在VFD的輸出端獲得任何平均電壓。
我為什麼要使用VFD？
1、減少能源消耗和能源成本
如果您的應用不需要全速運行，那麼您可以通過變頻驅動控制電機來降低能源成本，這是變頻驅動的一個優點。VFD允許您將電動設備的速度與負載要求相匹配。沒有其他交流電動機控制方法可以讓您實現這一點。
電動馬達系統佔當今行業功耗的65％以上。通過安裝或升級VFD優化電機控制系統可將設備能耗降低多達70％。此外，VFD的使用提高了產品質量，並降低了生產成本。結合能源效率稅收優惠和公用事業回扣，VFD裝置的投資回報可能只有6個月。
2、通過更嚴格的過程控制提高生產率
通過以最有效的速度為您的應用操作電機，減少錯誤發生的幾率，從而提高生產水平，從而為貴公司帶來更高的收入。在傳送帶和傳送帶上，您可以在啟動時消除混亂，從而實現高速傳送。
3、延長設備使用壽命並減少維護
您的設備將持續更長時間，並且由VFD控制時的維護時間更短，從而確保最佳的電機應用速度。由於變頻器對電機的頻率和電壓進行了最佳控制，變頻器將為您的電機提供更好的保護，例如電熱過載，相位保護，欠壓，過壓等。當您使用變頻器啟動負載時，不會使電機或被驅動的負載受到啟動線上的“瞬間衝擊”，但可以平穩啟動，從而消除皮帶，齒輪和軸承的磨損。因為我們可以有平穩的加速和減速循環，所以它也是減少和/或消除水錘的極好方法。
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