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电工技术基础 变频器有哪些功能？
变频应用可以大大提高工艺的高效性（变速不依赖于机械部分），同时可以比原来的定速运行电动机更加节能。变频器的主要功能如下。
(1)变频节能。变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的余量。当电动机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。当使用变频调速时，如果流量要求减小，通过降低泵或风机的转速即可满足要求。
电动机使用变频器的作用就是为了调速，并降低起动电流。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC)，这个过程叫整流。把直流电变换为交流电( AC)的装置称为inverter（逆变器）。一般逆变器是把直流电源逆变为一定的固定频率和一定电压的逆变电源。对于逆变频率可调、电压可调的逆变器我们称为变频器。变频器输出的波形是模拟正弦波，主要是三相异步电动机调速用，又叫变频调速器。对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器，要对波形进行整理，可以输出标准的正弦
波，叫变频电源。一般变频电源是变频器价格的15～20倍。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”，故该产品本身就被命名为“inverter”，即变频器。
变频并不是总能省电，有不少场合用变频并不一定能省电。作为电子电路，变频器本身也要耗电（约额定功率的3%～5%）。一台1.5匹的空调自身耗电算下来也有20～30W，相当于一盏长明灯。变频器在_T频下运行具有节电功能是事实，但是其前提条件如下：
(1)大功率并且为风机／泵类负载；
(2)装置本身具有节电功能（软件支持）；
(3)长期连续运行。
这是体现节电效果的三个条件。如果不加前提条件的说变频器工频运行节能，则是夸大或是商业炒作。一定要注意使用场合和使用条件并正确应用，否则就是盲从、轻信，还起不到节电的效果。
(2)功率因数补偿节能。无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低会导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重。使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。
(3)软启动节能。电动机硬启动对电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和振动对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命，节省了设备的维护费用。
从理论上讲，变频器可以用在所有带有电动机的机械设备中，电动机在启动时，电流会比额定值高5～6倍，不但会影响电动机的使用寿命，而且消耗较多的电量。系统设计时在电动机选型上会留有一定的余量，电动机的速度是固定不变的，但在实际使用过程中，有时要以较低或者较高的速度运行，因此进行变频改造是非常有必要的。变频器不仅可实现电动机软启动、补偿功率因素、通过改变设备输入电压频率达到节能调速的目的，而且能给设备提供过流、过压、过载等保护功能。
(4)可控的加速功能。变频调速能在零速启动并按照用户的需要进行均匀地加速，而且其加速曲线也可以选择（直线加速、S形加速或者自动加速）。而通过工频启动时对电动机或相连机械部分的轴或齿轮都会产生剧烈的振动。这种振动将进一步加剧机械磨损和耗，降低机械部件和电动机的寿命。
另外，变频启动还能应用在灌装线上，以防止瓶子倒翻或损坏。
(5)可调的运行速度。运用变频调速能优化工艺过程，并能根据工艺过程迅速改变，还能通过远控PI_C或其他控制器来实现速度变化。
(6)可调的转矩极限。通过变频调速后，能够设置相应的转矩极限来保护机械不致损坏，从而保证T艺过程的连续性和产品的可靠性。目前的变频技术使得不仅转矩极限可调，甚至转矩的控制精度都能达到3%～5%。在工频状态下，电动机只能通过检测电流值或热保护来进行控制，而无法像变频控制一样设置精确的转矩值来动作。
(7)受控的停止方式。如同可控的加速一样，在变频调速中，停止方式也可以受控，并且有不同的停止方式可以选择（减速停车、自由停车、减速停车十直流制动），同样它能减少对机械部件和电动机的冲击，从而使整个系统更加可靠，寿命也会相应增加。
(8)节能。离心风机或水泵采用变频器后都能大幅度地降低能耗，这在十几年的工程经验中已经得到体现。由于最终的能耗与电动机的转速成立方比，所以采用变频后投资回报就更快。
(9)可逆运行控制。在变频器控制中，要实现可逆运行控制无须额外的可逆控制装置，只需要改变输出电压的相序即可，这样就能降低维护成本和节省安装空间。
(10)减少机械传动部件。由于目前矢量控制变频器加上同步电动机就能实现高效的转矩输出，从而节省了齿轮箱等机械传动部件，最终构成直接变频传动系统。从而就能降低成本和空间，提高稳定性。
(11)控制电动机的启动电流。当电动机通过工频直接启动时，将会产生7～8倍的电动机额定电流。这个电流值将大大增加电动机绕组的电应力并产生热量，从而降低电动机的寿命。而变频调速则可以在零速零电压下启动（也可适当加转矩提升）。一旦频率和电压的关系建立，变频器就可以按照V/F或矢量控制方式带动负载进行工作。使用变频调速能充分降低启动电流，提高绕组承受力，用户最直接的好处就是电动机的维护成本将进一步降低，电动机的寿命则相应增加。
(12)降低电力线路电压波动。在电动机工频启动时，电流剧增的同时，电压也会大幅度波动，电压下降的幅度将取决于启动电动机的功率大小和配电网的容量。电压下降将会导致同一供电网络中的电压敏感设备故障跳闸或工作异常，如PC、传感器、接近开关和接触器等均会动作出错。而采用变频调速后，由于3能在零频零压时逐步起动，则能最大程度上消除电压下降。
(13)起动时需要的功率更低。电动机功率与电流和电压的乘积成正比，那么通过工频直接起动的电动机消耗的功率将大大高于变频起动所需要的功率。在一些工况下其配电系统已经达到了最高极限，其直接工频起动电动机所产生的电涌就会对同网上的其他用户产生严重的影响，从而将受到电网运行商的警告，甚至罚款。如果采用变频器进行电动机起停，就不会产生类似的问题。
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源稳压器变换为另一频率的电能控制装置，可分为交一交变频器、交一直一交变频器。交一交变频器可直接把交流电变成频率和电压都可变的交流电；交直一交变频器则先把交流电经整流器先整流成直流电，再经过逆变器把这个直流电流变成频率和电压都可变的交流电。
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