在工业领域中变频器用途有哪些？

大多数工业变频器是将工频交流电源变换为频率和电压可调的交流电源，实现交流电动机调速的电气装置，已广泛应用于工农业生产的各个领域。因此，变频器的应用知识已是机电工程技术人员必备的技能之一。

变频器采用高性能U/f控制和矢量控制技术，提供低速大扭矩输出，具有良好的动态特性和超过载能力，创新的内部互联功能具有无与伦比的灵活性。变频器可以在默认的出厂设置状态下工作，它是一种理想的变频驱动装置，用于向大量简单的电机变速驱动系统供电。用户可以根据需要设置相关参数，充分利用变频器全面完善的控制功能，为需要多功能的复杂电机控制系统服务。

变频器的概念

变频器是将工频交流电源变换为频率和电压可调的三相交流电源的电气装置，用以驱动交流异步电动机实现变频调速，如图1所示。

图1

根据交流异步电动机的转速表达式：

图2

1、电动机变频传动

（1）利用变频器可实现交流电动机调速。因为变频器可以被视为一种频率可调的交流电源，对于现有恒速运行的电机，只需将变频器及其相应的设备连接到电源和电机之间，即可实现电机的调速控制，而不需要对电机及其系统进行设备改造。

（2）有较大的调速范围，调速精度高。普通变频器的速度控制范围可达1:10，而高性能矢量变频器的速度控制范围可达1:1000。此外，采用矢量控制方式的变频器对感应电机进行调速控制，还可以对电机的输出转矩进行控制。

（3）减少了电动机的起动电流。当电机直接起动时，工频电机的起动电流为额定电流的4-7倍，这将极大地增加电机线圈的电应力，产生热量，从而缩短电机的使用寿命。当变频器进行调速时，可以由零转速启动零电压，按照斜坡函数规律进行加速，从而限制了电机的启动电流。

（4）高转速、高电压、大电流的控制；现在，高频变频器的输出频率可达到3000 KHz，用该高速变频器驱动二极异步电动机可获得180000转/分的高转速。伴随着变频技术的不断发展，高频变频器的输出频率也在不断提高，变频器的高速驱动是其调速控制的一大优点。

2、节能

采用变频调速，风机、水泵等负载，可达到10%-30%的节能率，最高可达60%。因为风机、泵类负荷的实际消耗功率近似与三次方的转速成正比。近几十年来，节能型变频器的应用发展很快，据有关方面统计，我国已实施变频改造的风机、泵类的负裁容量仅占总容量的5%左右，仍有很大的改造空间。在这方面，风机、泵等负裁采用变频调速，可节省大量电能，且投资可在较短的时间内收回，因此其应用最为广泛。应用比较成功的有恒压供水，各种类型的风机，中央空调，液压泵变频调速。

3、精度控制

随着控制技术的发展，变频器除了基本的调速控制外，还增加了多种运算及智能控制功能，其输出精度在0.1%-0.01%之间。该转换器还设有完善的检测、保护环节，因而在印刷、电梯、纺织、机床、生产线上的速度控制等自动化系统中得到广泛应用。

4、提高工艺水平和产品质量

变频器还广泛应用于输送、提升、挤压、机床等各种机械设备的控制领域，可以提高工艺水平和产品质量，降低设备的冲击和噪音，延长设备的使用寿命。这些机器经过变频控制后，可以简化机械设备，操作和控制更加人性化，其中一些可以改变原有的工艺规范，从而提高整个设备的功能。

5、新能源发电

着风力发电机功率的增加，风力发电机的叶片已经重达几吨或几十吨。操纵这么巨大的转动惯量体，要跟上风速变化以响应速度要求，是相当困难的。近年来，变桨距风力发电机已经投入运行，一方面通过变桨距控制叶片角度，另一方面通过风机变频器控制发电机转子电流来控制其转速。变桨控制是一个比较慢的过程，其动作时间以秒为单位计算，对于风速和功率输出变化快的情况并不理想，而变频器控制发电机转子电流频率的动作时间在毫秒级以下。

因此，当高频风速变化时，发电机转子电流频率通过大功率重载变频器的瞬时变化可以保证发电机组能够跟上风速的频繁变化，使发电机组的功率输出稳定，减少对电网的不利影响，同时降低变桨机构的工作频率，延长变桨机构的使用寿命。