變頻器原理

變頻器原理（英文Variable-frequency Drive，簡稱VFD）是應用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)的原理，通過改變電機工作電源頻率的方式來控制交流電動機的電力控制設(shè)備。我們使用的電源分為交流電源和直流電源，一般的直流電源大多是由交流電源通過變壓器變壓，整流濾波后得到的。交流電源在人們使用電源中占總使用電源的95%左右。

變頻器應用中的發(fā)熱噪聲諧波問題及應對措施

在現(xiàn)代工業(yè)控制中，采用變頻器控制電動機的電力拖動系統(tǒng)，有著節(jié)能效果顯著，調(diào)節(jié)控制方便，維護簡單，可網(wǎng)絡(luò)化集中遠程控制，可與PLC組成控制系統(tǒng)等優(yōu)點。變頻器的這些優(yōu)點使其在工業(yè)自動控制領(lǐng)域中的應用日益廣泛。本文對變頻器應用中的故障問題進行了分析，并介紹了處理方法。

   1 變頻器應用中的一些問題

   1.1 諧波問題

   變頻器的主電路中起開關(guān)作用的器件，在通斷電路的過程中，都要產(chǎn)生諧波。較低次諧波通常對電動機負載影響較大，引起轉(zhuǎn)矩脈動；而較高的諧波則使變頻器輸出電纜的漏電流增加，使電動機出力不足。諧波干擾還會導致繼電保護裝置的誤動作，使電氣儀表計量不準確，甚至無法正常工作。

   1.2 噪聲與振動問題

   采用變頻器調(diào)速，將產(chǎn)生噪聲和振動，這是因為變頻器輸出波形中含有高次諧波分量。隨著運轉(zhuǎn)頻率的變化，基波分量、高次諧波分量都在大范圍內(nèi)變化，很可能與電動機的固有機械振動頻率發(fā)生諧振，而這種諧振是噪聲與振動的來源。

   1.3 發(fā)熱問題

   變頻器在運行中由于內(nèi)部損耗而產(chǎn)生熱量，這種熱量主電路占98%，控制電路占2%左右。同時在夏季環(huán)境溫度過高，使變頻器溫度上升，溫度可高達80~90℃，由于變頻器是電子裝置，內(nèi)含電子器件和電解電容等，溫度過高易造成元器件失效，使液晶屏幕數(shù)據(jù)無法顯示，還經(jīng)常會發(fā)生變頻器保護動作的現(xiàn)象。

   因此，必須將變頻器輸出的諧波抑制在允許的范圍內(nèi)，同時消除或減弱噪聲與振動，對變頻器進行散熱，以延長變頻器的使用壽命。

   2 變頻器應用中一些問題的分析與處理

   2.1 對諧波問題的處理

   對諧波問題的處理就是切斷干擾的傳播途徑和抑制干擾源上的高次諧波。

中國變頻器市場

未來十年將是變頻器發(fā)展黃金年由于市場極具吸引力，目前市場已形成一定規(guī)模，而且潛在容量也十分可觀，不斷吸引著行業(yè)新參與者，變頻器技術(shù)的發(fā)展，使變頻器在現(xiàn)代化領(lǐng)域得到的推廣和應用，相信變頻器的應用將會更加廣泛，市場將爆發(fā)巨大潛力。

隨著變頻高速技術(shù)的發(fā)展與綜合利用，使變頻器行業(yè)在水泥、電梯、印刷、電力等現(xiàn)代化以及醫(yī)學、通訊、交通、運輸、電力、電子、環(huán)保等領(lǐng)域得到的發(fā)展和應用，幾乎國民經(jīng)濟各行各業(yè)都與變頻器密不可分。

自“十二五”規(guī)劃出臺以來，節(jié)能減排就是各行各業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，這個時候，各種節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品的應用更加廣泛，前景更加明朗。受益于節(jié)能減排、綠色環(huán)保等戰(zhàn)略的拉動，變頻器作為變頻調(diào)速領(lǐng)域內(nèi)的重要設(shè)備，其產(chǎn)業(yè)成為未來幾年市場潛力非常巨大。據(jù)測算，使用變頻器的電機系統(tǒng)節(jié)電率普遍達30%左右，某些較高場合可達40%~60%，節(jié)能效果顯著。

應節(jié)能環(huán)保的市場需求，近幾年國內(nèi)變頻企業(yè)如雨后春筍般興起，但是在產(chǎn)品質(zhì)量上叫的響當當?shù)钠髽I(yè)卻寥寥無幾。據(jù)業(yè)內(nèi)人士講，目前與國外變頻企業(yè)相比，走在技術(shù)頂端的幾個國內(nèi)企業(yè)是很有競爭優(yōu)勢的，國內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計完全適合國內(nèi)用戶的指標需求，在性能上相當?shù)淖冾l器產(chǎn)品，在價格上，國外產(chǎn)品要高于國內(nèi)產(chǎn)品的1/3，而且國外企業(yè)在售后服務(wù)方面更是費用昂貴，大多國內(nèi)企業(yè)的劣勢在于資金不足，所以不能大幅度的發(fā)拓市場，相信隨著用戶節(jié)能環(huán)保意識的進一步提高，經(jīng)過兩三年自身的發(fā)展壯大，國內(nèi)企業(yè)一定會趕上并超過國外企業(yè)，占領(lǐng)更大份額的國內(nèi)市場。

有市場研究顯示，目前國內(nèi)帶變動負載，具有節(jié)能潛力的電機在中國至少有1.8億千瓦。由此可見，能源緊張所提出的節(jié)能、降耗需求，為變頻器的應用提供了更廣闊的空間，也給變頻器企業(yè)帶來更多發(fā)展契機。

從整體看，目前我國變頻器行業(yè)的競爭日趨激烈。由于市場極具吸引力，不但市場已形成一定規(guī)模，而且潛在容量也十分可觀，不斷吸引著行業(yè)新參與者。隨著國內(nèi)廠家的技術(shù)進步和質(zhì)量穩(wěn)定性的提升，加上服務(wù)和價格方面的優(yōu)勢，預計未來幾年g端產(chǎn)品被國外廠家壟斷的市場局面將有所改觀。

中國變頻器市場具有廣闊的發(fā)展空間，目前則達到100億元左右。隨著市場的擴大和用戶端需求的多樣化，國內(nèi)變頻器產(chǎn)品的功能在不斷完善和增加，集成度和系統(tǒng)化越來越高，并且已經(jīng)出現(xiàn)某些專用變頻器產(chǎn)品。據(jù)了解，近年來，中國變頻器的市場保持著12-15%的增長率，預計至少在未來5年內(nèi)將會保持10%以上的增長率。目前，中國市場上變頻器安裝容量(功率)的增長率實際上在20%左右，預計至少在10年以后，變頻器市場才能飽和并逐漸成熟。

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