变频器电路由控制部分、整流部分、逆变部分、中间直流环节等几大部分组成,是融入了微电子技术与变频技术的电力控制设备。变频器具有保护功能,能对设备过载、过压、过流进行检测并采取保护措施,避免硬件设备损坏;它还具有节能功能,能根据实际使用要求调节电机功率,避免多余的电能消耗。但并不是所有领域都适合利用变频器节能——某些设备使用变频器不仅无法节能,还会额外消耗大量电能,因此必须合理运用。另一方面,变频器还具有功率因数补偿功能,有助于提升电网运行的稳定性与可靠性。变频器是在直流调速技术无法满足需求的情况下诞生的新型电力技术,常见产品有西门子变频器、ABB 变频器、英威腾变频器等。

图 1 变频器
一、变频器的正确选用
选用变频器时,应当根据实际所需的生产类型、调控区域、变频器处于静态时的速度精度以及启动转矩要求,选用具有合理控制方式的变频器;合理的标准一方面是变频器的适用性,另一方面也应注重其经济性,从而保证工艺与生产的基础性指标与要求。选用时,所控制电机的极数常规状态下以不超过 4 极为宜,否则变频器容量需要进一步扩大。在相同电机功率的状态下,与超负载的转矩控制模式相比,变频器的规格可以降额选用。
为了降低主电源的干扰,可在中间电路或变频器输入电路中增设电感器,也可以装设隔离变压器。一般来说,当电机与变频器的距离大于 50 m 时,应在两者之间串入电感器、电源 EMI 滤波器,也可以使用屏蔽电缆。
变频器有不同的种类,要根据其额定功率的大小、额定电流、额定电压、过载能力及各项参数的使用要求正确选择。一般情况下,普通变频器的基本功能都能满足常规的使用要求,但要视情况而定:例如变频器运行的最大功率要根据负载和使用环境相应加大变频器的容量;有些特殊的行业还需要选择相对专业的变频器。
二、变频器的安装
安装前应认真阅读使用说明书,并按照说明书的要求接线。为了防止变频器内部的漏电引起电击,要把变频器装置可靠接地,从而避免射频干扰引起漏电。
三、运行中的正确使用
(1)电机转速靠变频器控制时,电机的噪声和温升都比用工频的时候要高。在电机低速运转时,由于电机风叶转速低,电机的温升变高,这种情况要注意适当地减低负载并注意通风冷却,防止电机温升超过最高限值。
(2)供电线路的阻抗要适当调大一些。在变频器接入低压电网的情况下,如果变频器与配电变压器距离很近,或者配电变压器的容量大于变频器容量的 10 倍左右,回路阻抗太小,就会在投入的瞬间对变频器产生很大的涌流,直接损毁变频器的整流元件。所以如果阻抗较小,就要在变压器和变频器之间加装交流电抗器。
四、运行中的正确维护
(1)用变频器进行启动、停止以控制速度时,不能用断路器和接触器直接操作,否则会让变频器失去控制、造成严重的后果;在这种情况下应使用变频器的控制端子来操作。
(2)在变频器驱动普通电机作恒转矩运行时,要控制低速运行的时间,因为长时间的低速运行会让电机的散热效果变差、电机的温升变高。因此,在长时间的低速恒转矩运行场合,应选择变频电机。
(3)日常维护时要检查变频器外接制动电阻的阻值是否在允许范围内:阻值过小会使制动电流过大,阻值过大又达不到制动要求。如果把应接制动电阻的端子接错,就会使制动开关在制动时发生短路,所以在满足制动要求的前提下,制动电阻可适当取大一些。