变频器
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变频器（Variable-frequency Drive，縮寫VFD），是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件。
变频器的英文名稱是现代科技中少數源自中文者之一，在中国大陆地区，也有人将变频器译作Inverter。
变频器在台灣、韓國因受日本廠商影響而曾被稱作VVVF（Variable Voltage Variable Frequency Inverter），VVVF原為日語「可変電圧可変周波数制御」的英語直譯縮寫。
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[编辑] 作用
变频器集成了高压大功率晶体管技术和电子控制技术，得到广泛应用。变频器的作用是改变交流电动机供电的频率和幅值，因而改变其运动磁场的周期，达到平滑控制电动机转速的目的。
变频器的出现，使得复杂的电动机传动技术大大简化：变频器加上交流鼠笼式感应电动机的组合替代了大部分原先只能用直流电动机完成的工作，缩小了设备体积，大幅度降低了维修率，标志着传动技术发展的新阶段。
应用于风机水泵型负载时节能效果明显[1]。例如一台离心泵的电动机转速下降到工频转速的4/5时，其耗电量最多可下降48.8％；当转速下降到原转速的1／2时，其耗电量最多可下降87.5％，实际上由于铁损铜损及热损耗等因素，耗电量会高于上述计算值。
[编辑] 组成
变频器通常分为4部分：整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。
- 整流单元将工作频率固定的交流电转换为直流电。
- 高容量电容存储转换后的电能。
- 逆变器由大功率开关晶体管阵列组成电子开关，将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。
- 控制器按设定的程序工作，控制输出方波的幅度与脉宽，使叠加为近似正弦波的交流电，驱动交流电动机。
[编辑] 变频器译名的由来
变频器的英文正式名称为：Variable-frequency Drive。
在日本和亚洲地区，也可称作VVVF（Variable Voltage Variable Frequency Inverter）或3VF。直译为可变电压可变频（控制器，控制元件），这个名称太长而不便于记忆。
1980年代中期沈阳居乃明提出VVVF可简化命名为变频器或变频调速器并用于产品设计，他随后在中国起重学会沈阳仓储设备专题年会上正式发表了这个意见（参见《年会论文集》）。东北工学院（今东北大学）著名电力控制与拖动专家佟纯厚教授肯定了这个意见，并应用在他自己在校内外的课堂和各种讲学中。此后迅速流行开來，而被普遍接受，国外厂家也接受了这个命名，并且采用了对应的英文译名Variable-frequency Drive作为产品通用名称。甚至连日本厂家也逐渐接纳这个命名。
在中国大陆，“变频器”几乎完全替代了除“VVVF”以外的其它叫法，原有的半导体技术中的“变频器”反而鲜为人知。而在香港自用的多仍以英文缩写 “VVVF”称呼，销往大陆的则同样称为变频器。
[编辑] 历史
变频技术诞生背景是交流电动机无级调速的广泛需求。传统的直流调速技术因体积大故障率高而应用受限。
- 20世纪60年代以后，电力电子器件普遍应用了晶闸管及其升级产品。但其调速性能远远无法满足需要。
- 20世纪70年代开始，脉宽调制变压变频(PWM－VVVF)调速的研究得到突破，20世纪80年代以后微处理器技术的完善使得各种优化算法得以容易的实现。
- 20世纪80年代中后期，美、日、德、英等发达国家的 VVVF变频器技术实用化，商品投入市场，得到了广泛应用。
最早的变频器可能是日本人买了英国专利研制的。不过美国和德国凭借电子元件生产和电子技术的优势，高端产品迅速抢占市场。
在中国最早生产的变频器可能是大连电机厂（1985年，同期还有北京电机总厂、南京调速电机厂分别引进三菱、日立技术）引进组装的东芝产品（VT130G1系列，技术上功率器件用的是大功率晶体管GTR，主控CPU是MCS-51芯片，调制方式SPWM，控制策略V/F=C。是我国最早有规模的组装国外较先进的变频器，虽然这种变频器在当时不是最好的变频器，但比用可控硅作为功率器件的变频器要先进得多）。目前在低压（380V）中小功率范围，中国生产的变频器质量据信也已经稳定。 目前中国国内的变频器制造商有许多，其中七喜工控科技有限公司生产的HD系列变频器，技术先进，质量可靠，有效的促进了变频器在国内的推广和应用。
1988年日本三垦公司的第一台低压变频器SVF进入中国，同时在我国销售的富士变频器是G5/P5，在性能和可靠性上与130G变频器不相上下；接着台湾的变频器进入大陆市场。到1996年，我国的变频器生产厂家已超过50家。1996年底，原机械部等国家四部委对全国所有的变频器生产厂家进行调研，最后推荐了29个厂家生产的33种规格的变频器（引进国外2家、北京5家、江苏7家、山东3家、天津2家、江苏的耐特、康毫、山东的惠丰、陕西西普、成都佳灵、北京比来恩等）。
2007年中国电器工业协会变频器分会成立，变频器行业的组织建立，天津电气传动设计研究所任首任理事长单位，西门子、大连普传科技股份有限公司等8家单位为副理事长单位，共有会员100余家。
2003年，相关国家标准GB/T12668系列正式颁布实施。
[编辑] 參考文獻
- 佟纯厚、郭文良等《近代交流调速》冶金工業版
- 佟纯厚《国内外交流调速发展的现状和方向》
- 佟纯厚《近代交流调速技术的发展动向》[J]. 冶金自动化. 1985.(03)
[编辑] 關連項目
[编辑] 參考資料
- ^ 張永宗、陳清良. 變頻器於空調的節約能源應用. 台灣綠色生產力基金會-節能服務網 [2012-04-05].
[编辑] 外部連結
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