隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展须鼎，通用變頻器的應(yīng)用也得到了迅猛發(fā)展。由于交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單府蔗，堅(jiān)固耐用晋控、無需換向裝置，可適用于各種工作環(huán)境姓赤，所以以通用變頻器為核心的交流調(diào)速系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用赡译。采用變頻器調(diào)速可以提高機(jī)械的控制精度、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量模捂，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化捶朵，使交流拖動(dòng)系統(tǒng)具有優(yōu)良的控制性能，而且在許多生產(chǎn)場(chǎng)合具有顯著的節(jié)能效果狂男。
1 變頻器的節(jié)能原理
當(dāng)今電動(dòng)機(jī)消耗的電能約占工業(yè)電耗的65%综看，風(fēng)機(jī)品腹、泵類設(shè)備年耗電量占全國(guó)電力消耗的30%。造成這種狀況的主要原因是:風(fēng)機(jī)红碑、泵類等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過調(diào)節(jié)入口或出口的擋板舞吭、閥門開度來調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量，其輸入功率大彬界，且大量的能源消耗在擋板骚钮、閥門的截流過程中。當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)膎變到n′垛夷，風(fēng)量Q设鼎、風(fēng)壓H及軸功率P的變化關(guān)系：Q′=Q（n′/n）；H′=H（n′/n）2致煎；P′=P（n′/n）3阿席。風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)壓H與轉(zhuǎn)速的二次方成正比屠蚌，軸功率與轉(zhuǎn)速三次方成正比菠吟。所以，當(dāng)所要求的風(fēng)量Q減少時(shí)啊衣，可調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n按比例降低煮卢。這時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率P將按三次方關(guān)系大幅度地降低糖追，比調(diào)節(jié)擋板争造、閥門節(jié)能40%~50%，從而達(dá)到節(jié)電的目的胆建。
2 運(yùn)行中的問題及對(duì)策
目前烤低，通用變頻器以其智能化肘交、數(shù)字化笆载、網(wǎng)絡(luò)化等優(yōu)點(diǎn)越來越受到用戶的青睞。隨著通用變頻器應(yīng)用范圍的擴(kuò)大涯呻，運(yùn)行中出現(xiàn)的問題越來越多凉驻，主要有以下幾方面：諧波、振動(dòng)與噪聲复罐、負(fù)載匹配涝登、發(fā)熱等問題。
2.1 諧波及其抑制對(duì)策
通用變頻器的主電路形式一般由三部分組成：整流部分效诅、逆變部分胀滚、濾波部分。整流部分為三相橋式不可控整流器乱投，逆變器部分為IGBT三相橋式逆變器咽笼，且輸出為PWM波形顷编。輸出電壓中含有除基波以外的其他諧波。較低次諧波通常對(duì)電機(jī)負(fù)載影響較大僚魁，引起轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)七迂，而較高的諧波又使變頻器輸出電纜的漏電流增加，使電動(dòng)機(jī)出力不足视樱，故變頻器輸出的高低次諧波都必須抑制蒿由，可以采用以下方法抑制諧波。
2.1.1 增加變頻器供電電源內(nèi)阻抗
通常電源設(shè)備的內(nèi)阻抗可以起到緩沖變頻器直流濾波電容的無功功率的作用哼曙，內(nèi)阻抗越大扯涝，諧波含量越小，這種內(nèi)阻抗就是變壓器的短路阻抗液互。因此選擇變頻器供電電源時(shí)桃逆，最好選擇短路阻抗大的變壓器。
2.1.2 安裝電抗器
在變頻器的輸入端和輸出端串接合適的電抗器（A?鄄CL）缰俭，使整流阻抗增大贫莹，可以抑制高次諧波電流。
2.1.3 采用變壓器多相運(yùn)行
通用變頻器為六脈沖波整流器京挖，因此產(chǎn)生的諧波較大窗慎。如果利用變壓器二次繞組接法的不同，使兩組三相交流電源間相位錯(cuò)開30°卤材。整流變壓器二次繞組分別采用星形和三角形接法遮斥，整流電路的脈波數(shù)由6脈波提高到12脈波，可減小低次諧波電流扇丛，更好地抑制低次諧波术吗。
2.2 噪聲與振動(dòng)及其對(duì)策
用變頻器進(jìn)行電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)帆精，這是變頻器輸出波形中含有高次諧波分量所產(chǎn)生的影響较屿。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的變化，基波分量卓练、諧波分量也在很大范圍內(nèi)變化隘蝎，因此電動(dòng)機(jī)各部分的諧波增加。
2.2.1 噪聲問題及對(duì)策
電動(dòng)機(jī)的噪聲大體有通風(fēng)噪聲襟企、電磁噪聲和機(jī)械噪聲三種嘱么。
變頻器傳動(dòng)時(shí)，由于輸出電壓顽悼、電流中含有諧波分量曼振，氣隙的諧波磁通增加，所以噪聲變大孝仅。其特征如下：由于變頻器輸出較低的諧波頻率與轉(zhuǎn)子固有頻率的共振群肌，導(dǎo)致在轉(zhuǎn)子固有頻率附近的噪聲增大专稼；由于變頻器輸出的諧波分量使鐵心、機(jī)殼蛮嘹、軸架等諧波缰嘴，導(dǎo)致在其固有頻率附近的噪聲增大。
為了抑制變頻器傳動(dòng)引起的噪聲诲要，特別是刺耳的噪聲與PWM控制的開關(guān)頻率有關(guān)行兼，尤其在低頻區(qū)更為顯著。一般采用以下措施平抑和減少噪聲：在變頻器輸出側(cè)連接交流電抗器粱目。如果轉(zhuǎn)矩有余量楣善，將U/f值定小些，并可采用特殊電動(dòng)機(jī)（對(duì)噪聲采取了措施）等挫蓝。
2.2.2 振動(dòng)問題及對(duì)策
電動(dòng)機(jī)振動(dòng)的原因可分為電磁與機(jī)械兩種陡花。
電磁原因引起的振動(dòng)表現(xiàn)為：由于較低次的諧波分量與轉(zhuǎn)子的諧振，其固有頻率附近的振動(dòng)分量增加;由于諧波產(chǎn)生的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩的影響發(fā)生振動(dòng)抒寂。特別是當(dāng)脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩的頻率同電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與負(fù)載構(gòu)成的軸系扭轉(zhuǎn)固有頻率一致時(shí)將發(fā)生諧振结啼。
機(jī)械原因引起的振動(dòng)表現(xiàn)為：電動(dòng)機(jī)軸上有外伸重量等，軸系統(tǒng)的固有頻率降低時(shí)屈芜，如果電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)郊愧，全旋轉(zhuǎn)頻率與軸系統(tǒng)固有頻率接近，則振動(dòng)加劇井佑。轉(zhuǎn)子殘余不平衡引起離心力與轉(zhuǎn)速的二次方成比例增加属铁，所以用變頻器進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，振動(dòng)加大躬翁。
為減少諧波產(chǎn)生的電磁力焦蘑，可以在變頻器的輸出側(cè)連接交流電抗器，以吸收變頻器輸出電流中的高次諧波電流成分盒发。使用PAM方式或方波PWM方式變頻器時(shí)例嘱，可改用正弦波PWM或矢量控制方式變頻器，以減小脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩迹辐。
