發(fā)展歷程

變頻技術誕生背景是交流電機無級調速的廣泛需求。傳統(tǒng)的直流調速技術因體積大故障率高而應用受限。 [3] 20世紀60年代以后，電力電子器件普遍應用了晶閘管及其升級產品。但其調速性能遠遠無法滿足需要。1968年以丹佛斯為代表的高技術企業(yè)開始批量化生產變頻器，開啟了變頻器工業(yè)化的新時代。20世紀70年代的開始，脈寬調制變壓變頻(PWM－VVVF)調速的研究得到突破，20世紀80年代以后微處理器技術的完善使得各種優(yōu)化算法得以容易的實現(xiàn)。

功能作用

變頻節(jié)能變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風機、水泵的應用上。風機、泵類負載采用變頻調速后，節(jié)電率為20%～60%，這是因為風機、泵類負載的實際消耗功率基本與轉速的三次方成比例。當用戶需要的平均流量較小時，風機、泵類采用變頻調速使其轉速降低，節(jié)能效果非常明顯。而傳統(tǒng)的風機、泵類采用擋板和閥門進行流量調節(jié)，電動機轉速基本不變，耗電功率變化不大。據(jù)統(tǒng)計，風機、泵類電動機用電量占全國用電量的31%，占工業(yè)用電量的50%。在此類負載上使用變頻調速裝置具有非常重要的意義。目前，應用較成功的有恒壓供水、各類風機、中央空調和液壓泵的變頻調速。

在提高工藝水平和產品質量方面的應用變頻器還可以廣泛應用于傳送、起重、擠壓和機床等各種機械設備控制領域，它可以提高工藝水平和產品質量，減少設備的沖擊和噪聲，延長設備的使用壽命。采用變頻調速控制后，使機械系統(tǒng)簡化，操作和控制更加方便，有的甚至可以改變原有的工藝規(guī)范，從而提高了整個設備的功能。例如，紡織和許多行業(yè)用的定型機，機內溫度是靠改變送入熱風的多少來調節(jié)的。輸送熱風通常用的是循環(huán)風機，由于風機速度不變，送入熱風的多少只有用風門來調節(jié)。如果風門調節(jié)失靈或調節(jié)不當就會造成定型機失控，從而影響成品質量。循環(huán)風機高速啟動，傳動帶與軸承之間磨損非常厲害，使傳動帶變成了一種易耗品。在采用變頻調速后，溫度調節(jié)可以通過變頻器自動調節(jié)風機的速度來實現(xiàn)，解決了產品質量問題。此外，變頻器能夠很方便地實現(xiàn)風機在低頻低速下啟動并減少了傳動帶與軸承之間的磨損，還可以延長設備的使用壽命，同時可以節(jié)能40%。

正弦脈寬調制(SPWM)控制方式其特點是控制電路結構簡單、成本較低，機械特性硬度也較好，能夠滿足一般傳動的平滑調速要求，已在產業(yè)的各個領域得到廣泛應用。但是，這種控制方式在低頻時，由于輸出電壓較低，轉矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，使輸出很大轉矩減小。另外，其機械特性終究沒有直流電動機硬，動態(tài)轉矩能力和靜態(tài)調速性能都還不盡如人意，且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會隨負載的變化而變化，轉矩響應慢、電機轉矩利用率不高，低速時因定子電阻和逆變器死區(qū)效應的存在而性能下降，穩(wěn)定性變差等。因此人們又研究出矢量控制變頻調速。