變頻驅動器是一種類型的設計為改變供給到交流電動機的頻率及電壓，這將導致按照需求改變電機的轉速的變化的電子控制器，所述VFD可以簡單地或轉動上下電機的轉速及電壓，以滿足速度和扭矩要求。為瞭控制電機的轉速，變頻器控制提供給它的電能頻率。頻率（或赫茲）與電機速度（RPM）直接相關。頻率越快，電機的轉速越快。隨著應用的電機速度要求發生變化，VFD可以簡單地調高或調低電機速度以滿足速度要求，最終節省能源。變頻驅動器可以在船上運行通風系統，泵，輸送機和機床驅動器，用於船首推進器，azipod系統等.VFD的其他名稱是變速驅動器，可調速驅動器，可調頻率駕駛等。變頻器的主要組成部分是什麼？變頻驅動基本系統包括交流電機，控制器和操作員界面。變頻器通常用於三相感應電機，因為與單相或同步電機相比，它具有多功能性和成本效益。變頻驅動器接口允許用戶調整運行速度，啟動和停止電機。界面還可以允許用戶在自動控制或手動速度調節之間切換和反轉。這些是變頻驅動的主要模塊：整流器：用於將輸入交流電源更改為直流電。可以使用不同的設計，這些設計根據VFD所需的性能進行選擇

中間電路： 然後通過電感器和電容器的組合在中間電路中調節整流的直流電源。

逆變器：用於將經過整流和調節的DC轉換回可變頻率和電壓的交流電源

控制單元： 控制器監視和控制整流器，中間電路和逆變器，以響應外部控制信號提供正確的輸出。整個過程由微處理器控制，該微處理器監控以下內容：輸入電源電壓、速度設定點、直流母線電壓、輸出電壓和電流確保電機運行在既定參數范圍內。描述變頻器的工作原理？最初，輸入AC電源饋入轉換器，轉換器通常由六個二極管0r晶體管組成，其工作方式類似於止回閥。轉換器將交流電源轉換為直流電，允許電流僅在一個方向流動。從轉換器獲得的輸出是方波形，它包含紋波電壓，通過直流鏈路平滑。然後將整流的DC饋送到逆變器。逆變器將經整流和調節的DC轉換回所需頻率和電壓的AC電源。

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為瞭獲得3相AC，開關S1至S6同時接通/斷開。如果改變開關的開/關順序，則在UV，VW和WU之間改變相序，並且可以改變旋轉方向。註意： - 重要的是要記住，當VFD的輸出頻率改變時，輸出電壓也必須改變; 這確保瞭電動機的速度 - 轉矩特性的平衡。扭矩Tm = K×Φ×I = K×（V / F）×I假設如果電壓是固定的並且僅頻率降低，則增加的磁通量（Φ）導致鐵芯磁飽和，然後增加的電流導致過熱和燒壞。因此，改變施加到電動機的電壓（V）和頻率（F），使它們的關系保持恒定，即使電動機改變，電動機輸出轉矩也是恒定的。如果我們想將電機頻率降低到30 Hz，那麼我們隻需更慢地切換逆變器輸出晶體管。但是，如果我們將頻率降低到30Hz，那麼我們還必須將電壓降低到240V以保持V / Hz比我們假設驅動器在440V電源系統上運行。440V評級為“均方根”或均方根。440V系統的峰值為620V.VFD直流總線具有帶交流紋波的直流電壓。VFD可以通過添加電容消除直流母線上的交流紋波。這些電容吸收交流紋波並提供平滑的直流電壓。因此，DC總線上的電壓變為“大約”620VDC。實際電壓取決於為變頻器供電的交流線路的電壓水平，電力系統的電壓不平衡水平，電機負載，電力系統的阻抗以及變頻器上的任何電抗器或諧波濾波器。VFD不產生正弦輸出。它產生的矩形波形不是通用配電系統的理想選擇，但完全適用於電機。有哪些不同類型的變頻器？根據要求通常使用三種類型的VFD。這些是：脈沖寬度調制（PWM）。電流源逆變器（CSI），電壓源逆變器（VSI），脈寬調制（PWD）脈沖寬度調制VFD使用二極管橋式整流器將輸入的交流電壓轉換為直流電壓。直流輸出使用大電容來消除整流器後的紋波，並產生穩定的直流母線電壓。然後經整流和調節的DC電壓通過逆變器轉換回AC。這種轉換通常通過使用稱為脈沖寬度調制（PWM）的技術使用諸如IGBT功率晶體管的功率電子器件來實現。直流電壓被斬波成可變寬度，但是恒定水平。通過改變DC電壓的脈沖寬度和極性，可以在很寬的頻率范圍內產生平均的正弦AC輸出，通常為0.5-120Hz。由於電機電感的平滑效應，電機電流看起來幾乎呈正弦形狀。提供給電機的頻率由每秒輸出的正到負轉換次數決定。這些晶體管由微處理器控制或電機IC，監控驅動器的各個方面，以提供正確的排序。脈沖寬度調制（PWM）變頻器（VFD）是最常用的控制器之一，已經證明適用於0.5 HP至500 HP范圍內的電機。大多數PWM VFD的額定電壓為230V或460V，三相工作，輸出頻率范圍為0.5至120 Hz。優點沒有電機齒槽效率從92％到96％由於固定的直流母線電壓，輸入功率因數很高初始成本低可用於需要多個電機的應用劣勢非再生操作高頻開關可能導致電機發熱和絕緣擊穿。電流源逆變器（CSI）電流源逆變器（CSI）或AC-DC-AC同步逆變器通常用於交流同步電動機驅動，也用於船舶電力推進。它的轉換器和逆變器依靠自然關斷（線路換向）為晶閘管3-轉換器兩端的相AC電壓。在整流和反轉階段之間，形成DC鏈路的電流平滑電抗器線圈。

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可控整流器和直流母線的組合被認為是逆變器的電流源，其任務是順序直接阻斷電流進入電動機繞組，如下圖所示直流電流的大小由整流器晶閘管的受控切換設定。輸入電流保持恒定但輸入電流可調。電機供電頻率（及其速度）由變頻器切換速率設定。六個逆變器晶閘管每個周期提供6個電流脈沖（稱為6脈沖轉換器）。在外行語言中，我們可以說電流源（可控整流級）提供所需的電動機轉矩，逆變器級控制所需的速度。逆變器的輸出電壓與負載無關。負載電流的大小和性質取決於負載阻抗的性質。註意： - 為瞭保持正確的電壓與頻率（伏特/赫茲），必須通過正確的SCR排序來調節電壓。再生制動和CSI的多次運行當電機速度小於同步速度時，機器作為發電機工作。電源從機器流向直流鏈路，直流鏈路電壓反向。如果使完全受控的轉換器用作逆變器，則DC鏈路的電源將被轉移到AC電源，並且將進行再生制動。因此，交流電動機驅動器的再生制動不需要額外的設備。優點再生電力能力簡單的電路可靠性（限流操作）清潔電流波形高效率固有的短路保護劣勢低速電機齒槽（軸沖/運動）功率因數隨著速度的降低而降低要求輸入側的隔離變壓器由於內部電源組件，驅動器的物理尺寸更大大功率諧波發電回送到電源取決於電機負載可變電壓逆變器（VVI）基本可變電壓逆變器使用一組具有斬波電路的SCR將輸入的AC電壓轉換為DC並產生六步波形。這些SCR提供瞭一種控制整流DC電壓值從0到大約620V DC的方法。DC鏈路部分的L扼流圈和C電容器調節轉換的DC電壓。逆變器部分包括六個開關器件，如晶閘管，雙極晶體管，MOSFET和IGBT。控制邏輯使用微處理器來接通和斷開晶體管，從而向電動機提供可變電壓和頻率。這種類型的切換通常被稱為六步，因為完成一個360°循環需要六個60°的步驟。雖然電動機更喜歡平滑的正弦波，但可以令人滿意地使用六步輸出。

主要缺點是每次切換諸如雙極晶體管的開關裝置時發生的扭矩脈動。該當電動機的速度變化時，脈動在低速時會很明顯。這些速度變化有時被稱為齒槽效應。非正弦電流波形在電動機中引起額外的加熱，需要電動機降額。圖中顯示瞭VTI逆變器的電壓和電流波形圖。從該圖中可以看出，電壓分六步發展，產生的電流看起來像一個正弦波。優點簡單的電路可用於需要多個電機的應用不依賴於負載劣勢大功率諧波產生電源PWM輸出低於6 Hz時的電機齒槽效應非再生操作低功率因數