变频器在负载选择中的作用

变频调速能够应用在大部分的电动机拖动场合，由于它能提供精确的速度控制，因此可以方便地控制机械传动的上升、下降和变速运行。变频器应用还可以大大地提高工艺的高效性（变速不依赖于机械部分），同时可以比原来的定速运行电动机更加节能。变频器主要有以下作用。

1）控制电动机的起动电流。当电动机通过工频直接起动时，它将使起动电流达到额定电流的7～8倍。这个电流值将大大增加电动机绕组的电应力并产生热量，这样就会降低电动机的寿命。而变频调速则可以在零速零电压下起动（当然可以适当增加转矩提升）。一旦频率和电压的关系建立后，变频器就可以按照U／f或矢量控制方式带动负载进行工作。使用变频调速能充分降低起动电流，提高绕组承受力，带给用户最直接的好处就是电动机的维护成本将进一步降低，电动机的寿命相应增加。

2）降低电力线路的电压波动。在电动机工频起动，电流剧增的同时，电压也会大幅度波动，电压下降的幅度将取决于起动电动机的功率大小和配电网的容量。电压幅度下降将会导致同一供电网络中的对电压敏感的设备故障跳闸或工作异常，如PC、传感器、接近开关和接触器等均会动作出错。而采用变频调速后，由于能在零频零压时逐步起动，则能最大程度上避免电压幅度下降。

3）起动时需要的功率更低。电动机功率与电流和电压的乘积成正比，那么通过工频直接起动的电动机消耗的功率将大大高于变频起动所需要的功率。在一些工况下其配电系统已经达到了最高极限，直接工频起动的电动机所产生的电涌就会对同电网上的其他用户产生严重的影响，从而将受到电网运营商的警告，甚至罚款。如果采用变频器进行电动机起／停，就不会产生类似的问题。

4）可控的加速功能。变频调速能在零速时起动并按照用户的需要进行平滑地加速，而且其加速曲线也可以选择（直线加速、S形加速或者自动加速）。而通过工频起动时，电动机及与其相连的机械部分轴或齿轮都会产生剧烈的振动。这种振动将进一步加剧机械磨损和损耗，减少机械部件和电动机的寿命。

5）可调的运行速度。运用变频调速能优化工艺过程，并能根据工艺过程迅速改变，还能通过远控PLC或其他控制器来实现速度变化。

恒转矩负载要选用过载能力大的变频器；对于恒功率负载，由于转速与转矩成反比，需要解决低速段转矩问题；对于风机、泵类负载，负载与转速的二次方成正比，只要注意基频以上时的变频器和电动机的功率即可。

当变频器采用正弦波脉冲宽度调制时，内部采用微处理器实现全数字化控制。当变频器采用按转子磁场定向的矢量控制技术时，即使不安装测速发电机或编码器也能得到很宽的调速范围、平滑的调速特性及快速的动态响应。当变频器采用变压变频控制方式时，基本可保持磁通在各级转速上稳定，机械特性随转速下降而平行下移，硬度特性好。

6）可调的转矩极限。通过变频调速后，能够设置相应的转矩极限来保持机械不致损坏，从而保证工艺过程的连续性和产品的可靠性。目前的变频技术不仅使得转矩极限可调，甚至转矩的控制精度都能达到3％～5％。在工频状态下，电动机只能通过检测电流值或热保持来进行控制，而无法像在变频控制一样设置精确的转矩值来动作。(www.xing528.com)

7）受控的停止方式。如同可控的加速一样，在变频调速中，停止方式可以受控，并且有不同的停止方式可以选择（减速停止、自由停止、减速停止＋直流制动），同样它能减少对机械部件和电动机的冲击，从而使整个系统更加可靠，寿命也会相应增加。

变频器传动可以方便地实现电动机的电气制动，有时在某些应用中还应与机械制动相互配合使用。电气制动包括能耗制动、直流制动和回馈（再生）制动等3种方式。能耗制动一般应用在设备静止或减速后使设备静止的过程中，制动程度很低，但仅要求停止运行时可采用直流制动，回馈制动主要应用在设备的稳速运行和减速过程中。

8）节能。离心风机或水泵采用变频器后都能大幅度地降低能耗，这在十几年的工程经验中已经得到了体现。由于最终的能耗是与电动机转速的三次方成正比，所以采用变频器后投资回报就更快，厂家也乐意接受。

降低电动机转速可得到立方级的节能效果。此外，为迅速适应负载扰动，变频器具有动态调整特性，可始终保持电动机的高效率输出运行；在保证电动机输出转矩的情况下，变频器自身具有U／f调节功能，可减少电动机输出转矩，降低输入电流，达到节能状态。

利用变频调速达到节能，以风机和泵类机械效果最为明显。在搅拌机、工业洗衣机等恒转矩负载机械领域中，当低速运行时，利用变频调速也可以获得节能效果。

9）可逆运行控制。在变频器控制中，要实现可逆运行控制无需额外的可逆控制装置，只需要改变输出电压的相序即可，这样就能降低维护成本和节省安装空间。

10）减少机械传动部件。目前矢量控制变频器加上同步电动机就能实现高效的转矩输出，从而节省齿轮箱等机械传动部件，最终构成直接变频传动系统，达到降低成本和空间，提高设备性价比的目的。