工业自动化控制中变频器的基本构造

电机我们都很熟悉，在生活中处处可见。日常的生产生活中，电动机基本都有所参与。变频器是一种控制设备，它可以改变电压的频率，同时还有很好的节能效果。今天要给大家介绍的是变频器和电机之间是怎样的一种关系。

变频器的出现为工业自动化控制、电机节能带来了革新。工业生产中几乎离不开变频器，即使在日常生活中，电梯、变频空调也成为不可缺少的部分，变频器已经开始渗入到生产、生活的各个角落。然而，变频器也带来了许多前所未有的困扰，其中损伤电机就是最典型的现象之一。

很多人已经发现了变频器对电机损伤的现象。例如，某水泵厂，近两年来，他的用户频繁报告水泵在保修期内发生损坏的现象。而过去，这个水泵厂的产品质量十分可靠。经过调查，发现这些损坏的水泵都是用变频器驱动的。变频器对电机的损伤包括两个方面，定子绕组的损伤和轴承的损伤，如图1所示。这种损伤一般发生在几周至十几个月内，具体时间与变频器的品牌、电机的品牌、电机的功率、变频器的载波频率、变频器与电机之间的电缆长度、环境温度等诸多因素有关。电机的早期意外损坏给企业的生产带来巨大的经济损失。这种损失不仅是电机维修和更换带来的费用，更主要的是意外停产带来的经济损失。因此，在使用变频器驱动电机时，必须对电机损伤的问题有足够的重视。

要了解工频电机在变频器驱动条件下更容易损坏的机理，首先了解变频器驱动电机的电压与工频电压有什么区别。然后再了解这种差别是如何对电机产生不良影响的。

变频器的基本构造如图2所示，包括整流电路与逆变电路两部分。整流电路为普通二极管与滤波电容构成的直流电压输出电路，逆变电路将直流电压变换成脉宽调制的电压波形(PWM电压)。因此，变频器驱动电机的电压波形是脉宽变化的脉冲波形，而不是正弦波电压波形。用脉冲电压驱动电机就是导致电机容易损坏的根本原因。

不管是小型设备如手机、手表，或者中型设备如风机、水泵，亦或者大型设备火车、轮船，里面都有电机的存在，而且还发挥着很大的作用。在各类电机中，三相电机是被使用最多的型号。

看名字就知道，三相电机需要使用三相电，为了让电机顺利运行，电能的供应室必不可少的，虽然产能提高了很多，但电力的浪费也是很多的。电机本身通常没办法自己调节转速或者控制启动电压，及费电又损害电机。这时候就需要一个设备，通过实时调节转速和软启动来实现节能和保护的作用，它就是变频器。简单说，变频器就像是电机的遥控器，而且这个遥控器具有节能、保护、操作简单、适用性强等优点。

电机加装了变频器后，转速稳定了，寿命增加了，故障变少了，带来的好处就是节能、省钱，非常的好用。

下面介绍一下变频器的工作原理：

顾名思义，变频器就是改变电压的频率，通常电机里走的是频率不变的交流电，不可以调控。通过变频器可以变成频率和电压都可以调控的交流电。

具体的流程就是在电源和电机中间加装变频器，这样电流就不会直接进入电机，当电流进入变频器之后，整流模块会把进入的交流电先变成直流电，之后进入电容来调整电压，让其稳定。最后再经过逆变器把直流电变回交流电，这时候的交流电和刚开始进来时就不一样了，是可控的。这时候就可以输出到电机里了，想要改变电压频率达到控制电机转速目的的话，在从逆变器输出的时候就可以调整了。

变频器和电机之间不止是控制关系，因为有了变频器，电机工作更稳定高效，而且安全节能，所以说变频器还对电机起到促进作用。