因此，我們來(lái)看一下變頻器的組件，看看它們是如何實(shí)際一起工作的，以改變頻率和電機(jī)轉(zhuǎn)速。

變頻器元件

整流器

由于在溝通模式下很難改變溝通正弦波的頻率，變頻器的第一個(gè)工作是將波形轉(zhuǎn)換為直流。為了讓它看起來(lái)像AC，操作直流相對(duì)容易。所有變頻器的第一個(gè)組成部分是被稱(chēng)為整流器或轉(zhuǎn)換器的設(shè)備，如下圖所示。

變頻整流器

整流器回路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，其工作方式與電池充電器或電弧焊機(jī)的方式大致相同。使用二極管橋，限制交流正弦波只向一個(gè)方向移動(dòng)。其結(jié)果是完全整流的交流波形被直流電路解釋為本地直流波形。三相變頻器接受三個(gè)獨(dú)立的交流輸入相并將其轉(zhuǎn)換為單個(gè)直流輸出。

大多數(shù)三相變頻器也可以接受單相（230V或460V）電源，但由于只有兩個(gè)輸入支路，所以變頻器輸出（HP）必須降額，因?yàn)樗�產(chǎn)生的直流電流成比例地降低。另一方面，真正的單相變頻器(控制單相電機(jī)的單相變頻器)利用單相輸入，產(chǎn)生與輸入成比例的直流輸出。

當(dāng)涉及到變速運(yùn)行時(shí)，三相電機(jī)比單相計(jì)數(shù)器構(gòu)件普遍應(yīng)用的緣故有二種。首先，它們有更廣泛的功率范圍。另一方面，單相電機(jī)通常需要一些外部干預(yù)來(lái)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。

直流母線

直流母線(圖中所示)的第二部分在所有變頻器中都看不到。因?yàn)椴恢苯佑绊懽冾l運(yùn)行。但它始終存在于高品質(zhì)的通用變頻器中。直流總線用電容器和電感過(guò)濾轉(zhuǎn)換后的直流電中的交流波紋電壓，進(jìn)入變頻器部分。它還包括阻止諧波失真的濾波器，可以反饋給變頻器電源。較老的變頻器和需要單獨(dú)的線路濾波器來(lái)完成這項(xiàng)流程。

變頻器

插畫(huà)右側(cè)是變頻器的內(nèi)臟。變頻器采用三組高速開(kāi)關(guān)晶體管，打造模擬交流正弦波的所有三相直流脈沖。這些脈沖不僅決定了波的電壓，還決定了它的頻率。逆變器或逆變器這個(gè)術(shù)語(yǔ)的意思是“反轉(zhuǎn)”，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是所產(chǎn)生波形的上下運(yùn)動(dòng)�，F(xiàn)代變頻器變頻器使用稱(chēng)為脈寬調(diào)制(PWM)的技術(shù)來(lái)調(diào)節(jié)電壓和頻率。

然后IGBT是指絕緣柵雙極晶體管，是變頻器的開(kāi)關(guān)(或脈沖)部件。晶體管(取代真空管)在我們的電子世界起著兩個(gè)作用。它可以像功放一樣充當(dāng)功放，增加信號(hào)，或者充當(dāng)開(kāi)關(guān)，只需打開(kāi)和關(guān)閉信號(hào)即可。IGBT是一種現(xiàn)代版本，可以提供更高的開(kāi)關(guān)速度（3000 - 16000 Hz）并減少熱量產(chǎn)生。較高的開(kāi)關(guān)速度可以提高交流電波仿真的精確度，降低電機(jī)噪音。產(chǎn)生的熱量減少意味著散熱片更小，因此變頻器占地面積更小。

變頻器PWM波形

下圖顯示PWM變頻器的變頻器與真正的AC正弦波相比產(chǎn)生的波形。變頻器輸出由具有固定高度和可調(diào)寬度的矩形脈沖組成。在這種特殊情況下，有三組脈沖——中間是寬聚，AC周期正負(fù)兩部分的開(kāi)始和結(jié)束處有窄聚。脈沖面積之和等于真正的AC波有效電壓。切斷真正的交流波形上(或下)脈沖部分，填充曲線下的空白區(qū)域，幾乎完美匹配。只有這樣，變頻器才能控制馬達(dá)的電壓。

脈沖寬度與其空白寬度的總和決定了電機(jī)看到的波形頻率(因此是PWM或脈沖寬度的調(diào)制)。脈沖連續(xù)(即無(wú)空白)時(shí)，頻率仍然正確，但電壓遠(yuǎn)大于真正的AC正弦波。變頻器根據(jù)需要的電壓和頻率，改變脈沖的高度和寬度，改變兩者之間的空白寬度。

也許有人想知道這個(gè)假AC(實(shí)際上是DC)是如何運(yùn)行交流感應(yīng)電機(jī)的。畢竟，感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子中的電流及其相應(yīng)的磁場(chǎng)需要交流電嗎？那么，AC自然會(huì)導(dǎo)致感應(yīng)，因?yàn)樗�是不斷變化的方向，另一方面，一旦電路激活，直流就不�?huì)正常工作。

但直流打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)，直流可以感應(yīng)電流。對(duì)于老年人來(lái)說(shuō)，汽車(chē)點(diǎn)火系統(tǒng)(固體點(diǎn)火前)曾在分配器中有一組點(diǎn)。這些要點(diǎn)的目的是從電池的脈沖到線圈(變壓器)。https://www.diangon.com/wenku/cd/在線圈中感應(yīng)電荷，將電壓提高到允許火花塞點(diǎn)火的水平。上圖所看到的寬直流脈沖實(shí)際上是由數(shù)百個(gè)單獨(dú)的脈沖組成的，變頻器輸出的這種開(kāi)關(guān)運(yùn)動(dòng)允許直流感應(yīng)發(fā)生。

有效電壓

使交流電復(fù)雜的因素之一是不斷改變電壓，從零到某個(gè)最大的正電壓，然后返回零，然后返回最大的負(fù)電壓，然后返回零。如何確定施加到電路的實(shí)際電壓？左邊的插為60Hz，120V正弦波。但請(qǐng)注意，峰值電壓為170V。如果它的實(shí)際電壓是170V，我們?cè)趺捶Q(chēng)之為120V？

在一個(gè)周期內(nèi)，它從0V開(kāi)始，上升到170V，然后再次下降到0.繼續(xù)下降到-170，然后再次上升到0.原來(lái)上邊界在120V的綠色矩形面積是相等到曲線正負(fù)部分的面積總和。那120V是平均水平嗎？

好，假如要平均每一個(gè)周期中每一點(diǎn)的電壓值，結(jié)果將會(huì)是108V上下，因此不可以是答案。那么，為什么這個(gè)值是VOM測(cè)量的120V呢？它與我們所說(shuō)的有效電壓有關(guān)。

如果要測(cè)量流過(guò)電阻的直流電流產(chǎn)生的熱量，則會(huì)發(fā)現(xiàn)它大于等效交流電流產(chǎn)生的熱量。這是由于AC在整個(gè)周期中不保持恒定的值。在實(shí)驗(yàn)室，在控制條件下，發(fā)現(xiàn)特定的直流電流產(chǎn)生了100度的熱量上升，其交流電當(dāng)量產(chǎn)生了70.7度的上升或70.7%的直流值。AC的有效值是直流的70.7%。交流電壓的有效值等于曲線前半部分的電壓平方和平方根。

如果峰值電壓為1，測(cè)量每個(gè)從0度到180度的電壓，則有效電壓為0-707。圖中170的峰值電壓0.707倍等于120V。這種有效電壓又稱(chēng)平方根或RMS電壓。因此，峰值電壓總是有效電壓的1.414。230V交流電流有325V的峰值電壓，460有650V的峰值電壓。

除了頻率變化外，即使電壓與交流電機(jī)的運(yùn)行速度無(wú)關(guān)，變頻器也必須改變電壓。

有效電壓

此圖顯示兩個(gè)460V交流正弦波。紅色是60hz曲線，藍(lán)色是50hz。兩者都有一個(gè)650V的峰值電壓，但是，50hz要寬得多。您可以很容易地看到50Hz曲線的前半部分（0 - 10ms）內(nèi)的區(qū)域大于60hz曲線的前半部分（0 - 8.3ms）。而且，由于曲線下面積與有效電壓成正比，所以其有效電壓更高。隨著頻率的降低，有效電壓的增加更加劇烈。

如果允許460V電機(jī)在這些較高的電壓下工作，其使用壽命可以大大降低。因此，變頻器必須不斷改變相對(duì)于頻率的“峰值”電壓，以保持恒定的有效電壓。操作頻率越低，峰值電壓越低，反之亦然。

現(xiàn)在應(yīng)該很好地理解變頻器的工作原理和控制馬達(dá)速度的方法。大多數(shù)變頻器可以通過(guò)多位置開(kāi)關(guān)或鍵盤(pán)手動(dòng)設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)速，或者使用傳感器(壓力、流量、溫度、液位等)自動(dòng)化過(guò)程。