變頻器（Variable-frequency Drive，簡稱 VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。

以下是詳細(xì)介紹：

發(fā)展歷程

1967 年，芬蘭瓦薩控制系統(tǒng)有限公司開發(fā)出世界上第一臺(tái)變頻器。20 世紀(jì) 70 年代，德國人 F.Blaschke 提出矢量控制模型，通用變頻器出現(xiàn)。80 年代中期，直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)開始發(fā)展。進(jìn)入 21 世紀(jì)后，中國在變頻器研究方面取得突破性進(jìn)展，技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國家接軌。

工作原理

先將輸入的交流電通過整流器轉(zhuǎn)換為直流電，再經(jīng)直流母線濾波，得到平滑的直流電。然后，逆變器在微處理器控制下，利用絕緣柵雙極晶體管（IGBT）的高速開關(guān)動(dòng)作，采用脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)，將直流電逆變成頻率和電壓均可調(diào)節(jié)的交流電，供給電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的連續(xù)、平滑控制。

主要結(jié)構(gòu)

• 主電路：包括整流器、逆變器等。整流器把工頻電源變換為直流電源；逆變器將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，常見的逆變電路由 IGD、IGBT、電容等元件組成。

• 控制電路：由頻率、電壓的 “運(yùn)算電路”，主電路的 “電壓、電流檢測電路”，電動(dòng)機(jī)的 “速度檢測電路”，“驅(qū)動(dòng)電路” 以及 “保護(hù)電路” 組成，為主電路提供控制信號(hào)。

主要分類

• 按輸入電壓等級(jí)：可分為低壓變頻器和高壓變頻器，低壓變頻器常見的有單相 220V 變頻器、三相 220V 變頻器、三相 380V 變頻器；高壓變頻器常見有 6kV、10kV 等。

• 按變換頻率的方法：分為交 - 交型變頻器和交 - 直 - 交型變頻器。交 - 交型變頻器可將工頻交流電直接轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流；交 - 直 - 交型變頻器則先把工頻交流電整流成直流電，再逆變成頻率、電壓均可調(diào)節(jié)的交流電。

功能特點(diǎn)

• 調(diào)速：精確控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，滿足不同工藝需求。

• 節(jié)能：對于風(fēng)機(jī)、水泵等平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，通過降低轉(zhuǎn)速可大幅降低能耗。

• 軟啟動(dòng) / 軟停止：減少啟動(dòng)電流沖擊和機(jī)械沖擊，延長設(shè)備壽命。

• 保護(hù)功能：具有過流、過壓、欠壓、過熱、短路等保護(hù)功能，保護(hù)變頻器和電機(jī)。

應(yīng)用領(lǐng)域

廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、空調(diào)與制冷設(shè)備、水泵與風(fēng)機(jī)、電梯與升降設(shè)備、交通運(yùn)輸領(lǐng)域、智能家居等多個(gè)領(lǐng)域，如在工業(yè)生產(chǎn)線上控制傳送帶速度，在變頻空調(diào)中控制壓縮機(jī)工作頻率，在電梯中實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的速度調(diào)節(jié)等。