變頻器的種類和應用

變頻器（VFD或VVVF）是一種利用逆變電路將工頻電源變為頻率和電壓可變的變頻電源，進而對電動機進行調速的電氣裝置。

一、變頻器的種類特點

變頻器的種類很多，分類方式多種多樣，可根據需求按用途、變換方式、電源性質、調壓方法、變頻控制等多種方式分類。

1.按用途分類

變頻器按用途可分為通用變頻器和專用變頻器兩大類，如圖1所示。

通用變頻器是在很多方面具有很強通用性的變頻器。該類變頻器簡化了系統功能，主要以節能為主要目的，多為中小容量的變頻器，一般應用在水泵、風扇、鼓風機等對系統調速性能要求不高的場合。

專用變頻器是專門針對某一方面或某一領域而設計研發的變頻器，針對性較強，具有獨有的功能和優勢，能夠更好地發揮變頻調速作用，通用性較差。

目前，較常見的專用變頻器主要有風機類專用變頻器、恒壓供水（水泵）專用變頻器、機床專用變頻器、重載專用變頻器、注塑機專用變頻器、紡織專用變頻器、電梯專用變頻器等。

2.按變換方式分類

變頻器按變換方式主要分為交-直-交變頻器和交-交變頻器，如圖2所示。

圖2 變頻器按變換方式分類

3.根據電源性質分類

變頻器按電源性質可分為電壓型變頻器和電流型變頻器，如圖3所示。

圖3 變頻器按電源性質分類

電壓型變頻器的特點是中間電路采用電容器作為儲能元件緩沖負載的無功功率，直流電壓比較平穩，常用于負載變化較大的場合。

電流型變頻器的特點是中間電路采用電感器作為儲能元件緩沖負載的無功功率，即扼制電流的變化，常用于負載電流變化較大的場合，適用于需要回饋制動和經常正/反轉的生產機械。

電壓型變頻器與電流型變頻器不僅在電路結構上不同，性能及使用范圍也有所差別。圖4為兩種類型變頻器的比較。

圖4 電壓型變頻器與電流型變頻器的比較

除上述幾種分類方式外，變頻器按變頻控制可分為壓/頻（U/f）控制變頻器、轉差頻率控制變頻器、矢量控制變頻器、直接轉矩控制變頻器等。

變頻器按調壓方法可分為PAM變頻器和PWM變頻器。PAM（Pulse Amplitude Modulation，脈沖幅度調制）變頻器可按照一定的規律對脈沖列的脈沖幅度進行調制。脈沖幅度受微處理器的控制。PWM（Pulse Width Modulation，脈沖寬度調制）變頻器可按照一定的規律對脈沖列的脈沖寬度進行調制。脈沖寬度受微處理器的控制。

變頻器按輸入電流的相數分為三進三出、單進三出變頻器。三進三出變頻器的輸入側和輸出側都由三相交流電供電。單進三出變頻器的輸入側由單相交流電供電，輸出側由三相交流電供電。

二、變頻器的功能應用

圖5為變頻器的功能原理。由圖可知，變頻器可將頻率恒定的交流電源轉換為頻率可變的交流電源，實現對電動機轉速的控制。