国变频器技术及应用现状 变频器 (Variable—frequency Device，VFD)是应用变频 技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控 制交流电动机的电力控制设备。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。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。 根据用途的不同，变频器可分为通用变频器和专用变频器二种。 通用变频器是变频器家族中数量最多、应用最为广泛 的一种。顾名思义 ，通用变频器的特点是通用性。主要用 在生产机械的调速上。而生产机械对调速性能的要求 (如 调速范围，调速后的动、静态特性等 )往往较高，如果调 速效果不理想会直接影响到产品的质量，所以通用型变频 器必须使变频后电动机的机械特性符合生产机械的要求。 因此这种变频器功能较多，价格也较贵。它的控制方式除 了V／F控制，还使用了矢量控制技术。因此，在各种条件 下均可保持系统工作的最佳状态。除此之外，高性能的变 频器还配备了各种控制功能如 ：PID调节 、PLC控制、PG 闭环速度控制等，为变频器和生产机械组成的各种开 、闭 环调速系统的可靠工作提供了技术支持。 随着变频技术的发展和市场需求的不断扩大，通用变 频器正在朝着两个方向发展 ：一是以节能为主要 目的而简 化了一些系统功能的低成本简易型通用变频器，它主要应 用于水泵、风扇、鼓风机等对于系统调速性能要求不高的 场合，并具有体积小、价格低等方面的优势 ；二是在设计 过程中充分考虑了应用中各种需要的高性能、多功能通用 变频器，在使用时，用户可以根据负载的特性选择算法对 变频器的各种参数进行设定，也可以根据系统的需要选择 厂家所提供的各种备用选件来满足系统的特殊需要。高性 能的多功能通用变频器除了可以应用于简易型变频器的所 有应用领域外，还可以广泛应用于电梯 、数控机床 、电动 车辆等对渊速系统的性能有较高要求的场合。

 专用变频器是针对某一种 (类 )特定的控制对象而设 计的，这种变频器都是在某一方面的性能比较优良。如前 述的风机、水泵用变频器、电梯及起重机械用变频器 、中 频变频器等。 变频器按照 电压等级又可分为高 中低压变频器 (低 压伏数为 ll0V、220V、380V 等，中压为 690V、1140V、 2300V等，高压为3kV、3．3kV、6kV、6．6kV、10kV等)。

 随着生产技术的不断发展，直流拖动的薄弱环节逐步 显露出来。由于换向器的存在 ，直流电机的维护量加大， 单机容量、最高转速以及使用环境都受到限制。人们开始 转向结构简单 、运行可靠、维护方便、价格低廉的异步电 动机。但异步电动机的调速性能难以满足生产的需要。于 是，从 2()世纪 3()年代开始，人们致力于交流调速技术的 研究，然而进展缓慢。在相当长的时期内，直流调速一直以其优异的性能统治着电气传动领域。20世纪 7()年代以 来 ，电力电子技术、控制技术和微电子技术的飞速发展， 交流调速就进入逐步代替直流调速的时代。

变频器的发展趋势 

 变频器在我国的发展趋势是 ：驱动的交流化，功率变 换器的高频化，控制的数字化、智能化和网络化。环保节 能、高性能、模块化、专用化、多功能成为变频器未来发 展的方向。 

据了解，新一代变频器具有全数字化、功能齐全、能 补偿负载变化、通信能力强并具有编程功能 ；与机电实现 一体化、小型化 ；网络化和系统化这三大特点。目前，市 场上刚出现的高可靠性 、高转矩、高精度 、低谐波的新一 代变频器具此特点，并大受欢迎。业内人士表示，高性能 、 模块化、专用化、多功能的产品已经成为新一代变频器的 新宠。 

变频器是运动控制系统中的功率变换器。当今的运动 控制系统是包含多种学科的技术领域，总的发展趋势是 ：驱动的交流化，功率变换器的高频化，控制的数字化、智 能化和网络化。因此，变频器作为系统的重要功率变换部件， 提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。

交流同步电动机已成为交流可调传动中的一颗新星， 特别是永磁同步电动机，电机获得无刷结构，功率因数高， 效率也高 ，转子转速严格与电源频率保持同步。同步电机 变频调速系统有他控变频和自控变频两大类。自控变频同 步电机在原理上和直流电机极为相似，用电力电子变流器 取代了直流电机的机械换向器，如采用交一直一交变压变 频器时叫做 “直流无换向器电机”或称 “无刷直流电动机 (BLDC)”。传统的自控变频同步机调速系统有转子位置传 感器，现正开发无转子位置传感器的系统。同步电机的他 控变频方式也可采用矢量控制，其按转子磁场定向的矢量 控制比异步电机简单