• 如何使用變頻驅動器 (VFD)。
• 查看與變頻器50個術語的相關定義。
• 學習各種電機和驅動電氣、輸出、電源等工程詞彙。

變頻器的設置可能很多，讓人感覺很複雜。變頻器設計、使用、實施和維護知道相關術語的定義，使各位更容易掌握變頻驅動器。

下面是查閱了許多變頻器手冊和技術文章找到許多令人困惑的50個術語定義。了解這50個最重要的術語，會使變頻器的應用更容易。

1. 整流器/轉換器——變頻器主電源中的三個主要部分之一，在功率方面是第一部分。輸入的交流電通過轉換器部分，被整流為直流電壓。轉換器部分由二極管、可控矽整流器(SCR)組成或者連接全波橋的絕緣栅雙極晶體管 (IGBT) 組成。

變頻器的主電源是電路的三個主要部分之一，在功率流方面是第一部分

2. DC 總線——變頻器主電源中的第二個主要部分，主要由電容器組成，用于平滑儲存由轉換器整流的電流。直流母線也可能包含預充電電路（見下文#19)和鍊路扼流圈(見下文)#15）。

變頻器主電源中的第二個主要部分，主要由電容器組成，用于平滑儲存由轉換器整流的電流

3. 逆變器——變頻器主電源中的第三部分也是最後一部分。逆變器部分由 IGBT 組成，它們使用脈沖直流總線電壓或脈沖寬度調制（PWM 見下文 #5）産生正弦輸出電流。變頻器本身有時被稱為逆變器，因為逆變器部分的存在是 VFD 和直流驅動器之間的主要區别。

變頻器主電源中的第三部分也是最後一部分

變頻器主電源電路的三個主要部分

4.隔離栅雙極晶體管 (IGBT) – 電子驅動非常快的半導體開關。通過在 IGBT 的栅極和發射極之間施加一個小的正電壓，允許電流從集電極點流向發射極點。變頻器中的 IGBT 開關速率範圍為 2 至 15 kHz。（見下面的載波頻率#6）。

5. 脈寬調制 (PWM) –是一種變頻器控制方案，其中使用一組六個電源開關（通常是 IGBT）使用恒定直流電壓重建僞交流電壓波形。改變固定幅度脈沖的寬度可以控制有效電壓。這種脈寬調制方案之所以有效，是因為電機是一個大型電感器，不允許電流像電壓一樣産生脈沖。正确排序後，PWM 以近乎完美的正弦波形輸出電機電流。

6. 載波頻率——在基于 PWM 的變頻器中，輸出晶體管被選通或打開的速率，通常為 2 到 15 kHz。較高的值會産生更好的電流波形，但會産生更多的損耗。

載波頻率

7. 共用母線 - 一種連接獨立變頻器的直流母線部分的方法，或從一個共同的直流源操作多個獨立的變頻器部分。這種方法的優點是，可以使電機運行排序可用于平衡電機驅動和再生，因此很少或沒有必要進行動态制動。

8. 動态制動——在變頻器中，這是指通過晶體管将電阻器連接到直流總線。僅當直流總線電壓超過預定水平時，晶體管才會閉合并将電源分流到電阻器，這通常發生在負載快速減速時。

9. 接地——接地也被稱為，是輸入交流電源的參考點。如果電源導體意外接地，交流電源保護電路将立即将交流電源與接觸點電氣隔離。為了創建接地點，通常将杆插入地面，所有接地電路都連接到接地點。變頻器機箱連接回接地時，會創建安全的傳導路徑，防止導體意外短路到外殼的金屬部分。

10. kVA——基于輸出電壓和電流變頻器的有效功率。

(三相輸出，kVA = 電壓× 電流 × √3。）輸出 VA輸出功率乘以負載功率因數，得出輸出功率。在确定和 VFD在使用組件(如變壓器和保險絲)的功率時，了解額定輸入 kVA 很有用。

11. kW/hp – 電機的功率測量值，包括 kW = hp 0.746.由于感應電機電流的無功分量，電機的功率能力不僅僅是伏特 × 安培，而是hp。

12. 洩漏電流——由 PWM 脈沖與電機電纜和接地導體之間以及電機定子和轉子之間的寄生電容相互作用産生的共模電壓随時間的導數 (dv/dt)。以這種方式産生的漏電流會在接地電路上發現，并且可能會給連接到同一接地的敏感設備帶來問題。

13. 漏感——電機電感特性的一部分；與通量或電壓損失同義。電壓損失是由于電機導體上的電壓下降造成的，但不會産生連接定子和轉子的磁通。漏感的一個典型例子是發生在鐵芯外部的定子繞組的每一匝産生的磁通量。這是由定子磁極産生的，與轉子無關。較高的工作電流和頻率會放大漏電感的影響。

14.線路電抗器– 由繞在磁芯周圍的導體組成的裝置。當電流流過線圈時，磁芯中會建立磁場。電流幅度或方向的任何變化都會與核心中現有的磁場相反，直到達到平衡。線路電抗器可減少變頻器轉換器部分汲取的電流的不連續性。減少這種不連續性或電流消耗失真會減少 變頻器産生的諧波電流。由于線路電抗器安裝在變頻器的前面，它還有助于保護驅動器免受大多數電壓瞬變的影響，方法是使電壓下降與流過它的電流成比例的量。電抗器和電感器通常可以互換使用，并且指的是同一設備，盡管電抗和電感不是可互換的術語。

由繞在磁芯周圍的導體組成的裝置。當電流流過線圈時，磁芯中會建立磁場

15. 鍊路扼流圈——在變頻器中的直流母線電容器之前放置一個電抗器。鍊路電抗器以與線路電抗器相同的方式減少變頻器産生的諧波（由于其失真的輸入電流消耗），但它提供的電壓瞬變保護較少。與線路電抗器不同，直流鍊路扼流圈沒有與電流相關的電壓降。

16、恒轉矩和變轉矩負載：

• 恒轉矩：不随速度自然變化的轉矩要求，有時需要間歇性過載
• 可變扭矩：随速度自然增加的扭矩要求（例如風扇或泵），不需要間歇性過載。

17. 矩陣轉換器– 一種交流到交流變頻器，它沒有整流器/轉換器或直流總線部分來将交流轉換為直流到交流，與大多數市售驅動器一樣。根據目标輸出電壓和頻率控制九個雙向開關。優點包括在小尺寸内進行四象限操作、低輸入電流諧波失真以及較低的共模電壓和共模電流。然而，矩陣驅動器的輸出電壓被限制為輸入電壓的大約 90%。

18. 電機磁極——在感應電機中，定子用于在電機内部産生磁場，使轉子磁化并導緻軸旋轉。線圈纏繞在對稱的鐵芯上，依次排列在定子的内徑周圍。

當電流通過線圈時會産生電磁體。在單相電機中，這些電磁鐵中的每一個都與另一個位于 180° 外且極性相反的電磁鐵相匹配，從而産生磁場。

在三相交流電動機中，這些電磁鐵中的三個構成電動機磁極。電機中的極數是用于确定電機每馬力扭矩和每赫茲轉速的因素之一。

電機中的極數是用于确定電機每馬力扭矩和每赫茲轉速的因素之一,2 極電機.

電機中的極數是用于确定電機每馬力扭矩和每赫茲轉速的因素之一,4 極電機.

19. 預充電電路——當線路電源首次應用于變頻器時，直流母線電容器處于未充電狀态，其行為很像短路。

這種短路狀态引起的大浪湧電流會損壞電容器和其他變頻器主電路元件。預充電電路在電容器開始充電時限制浪湧電流。一旦電容器充電到目标電壓，接觸器就會繞過預充電電路。

20. 反射波——所有基于 PWM 的變頻器都會産生具有短時間上升和下降時間的輸出電壓脈沖。這些高 dv/dt 脈沖與電纜電感和電容相互作用，并在電機端子處産生輸入電壓脈沖的反射。

如果電機與驅動器之間的距離超過允許距離，反射波可使電機端子處電壓的線線峰值接近直流母線電壓的兩倍。這種高電壓可能超過電機絕緣的額定電壓。

21. 再生——隻要轉子的旋轉速度快于定子磁場，電動機就可以變成發電機并将電力送回主線路。在這種情況下，負載被稱為再生。每當變頻器試圖使電機減速或負載對電機進行大修時，都可能發生這種情況。在這種狀态下，電機的反向電磁場大于所施加的電壓，這會導緻母線電壓升高和可能的變頻器故障。

為了避免再生期間的變頻器故障，使用了某種形式的功耗，例如動态制動或線路再生。

22. 飽和- 在變頻器中，飽和是指施加到電機上的電壓超過産生正弦磁場密度所需的電壓的狀态。在飽和狀态下增加電壓不會産生額外的機械扭矩，但會由于電流增加而增加電機發熱。

23. 單相電源——典型的 220 VAC 單相電氣系統使用兩根火線和一根中性線來傳輸電力。這種系統主要用于不需要三相電力的住宅，或者三相電力傳輸成本太高的偏遠地區。

24. 三相電源——主要用于商業和工業設施，三相電氣系統使用中性線或地線，以及三根火線，每根傳輸一相交流電。

每個相位是一個正弦波偏移 120 電度，或周期的三分之一。每個相位在不同的時間達到峰值，使提供的總功率呈現出連續直流電源的外觀。

25. 漏極和源極 - 與流經變頻器和其他組件的數字輸入和輸出的電流有關。在灌電流電路中，電流從電源流經負載，流向開關，然後流向地。NPN 晶體管通常與漏極電路相關聯。

在源極電路中，電流以相反方向流動。PNP 晶體管通常與源極電路相關聯。

26. 滑差——電機旋轉磁場（由定子産生）與電機軸旋轉之間的速度差。滑差是感應電動機産生扭矩所必需的。

27. 12 脈沖整流——用于減少輸入電流總諧波失真 (THD)。電壓失真也減少了，因為電流失真會導緻電壓失真。12 脈沖整流需要一個雙二極管電橋輸入（每個 6 個脈沖）和一個多相變壓器。後者通過其中一個六脈沖輸入二極管電橋将電壓波形偏移 30°。這種偏移會導緻五次和七次諧波被消除；這些占 THD 的 75% 左右，因此在額定工作點輸入電流 THD 降低到額定電流的 10% 左右。

28. 18 脈沖整流——用于減小輸入電流 THD。電壓畸變也減少了，因為電流畸變導緻電壓畸變。18 脈沖整流需要一個三二極管電橋輸入（每個六個脈沖）和一個多相變壓器。變壓器通過每個六脈沖輸入二極管電橋将電壓波形偏移 20°。這種偏移會導緻五、七、十一和十三諧波被消除。這四種諧波約占總諧波失真的 90%，因此在額定工作點輸入電流總諧波失真降低到額定電流的 5% 左右。

29. 控制面闆- 控制闆是印刷電路闆 (PCB)，它是用于連接外部設備和操作員界面組件與變頻器之間的主要接口組件。

作為變頻器的大腦，PCB 接受現實世界的命令，例如“運行”或“加速”并執行目标功能。控制 PCB 通常通過栅極驅動闆連接到 VFD 的主電路。

30. 栅極驅動闆——包含操作（選通）變頻器 輸出晶體管所需的電路的 PCB。栅極驅動闆還可以監控主電路溫度、電流和電壓。通常，較小的 VFD 沒有單獨的栅極驅動器，而是将栅極與邏輯電源結合起來形成一個電源闆。

31.智能功率模塊（IPM） ——用于一些變頻器的輸出部分。IPM 包括 IGBT、栅極電路、熱傳感器和自保護器件。與 IPM 組件單獨布置在外部 PCB 上相比，IPM更容易包含在變頻器 封裝中并且占用的空間更少。

32. 複制鍵盤——一種變頻器變頻器鍵盤，可以将編程存儲到鍵盤本身的非易失性 RAM 中。這些存儲的參數通常可以加載到需要相同編程的另外一個變頻器中。

33. 交流永磁電機——永磁 (PM) 電機是一種同步交流電機。兩種主要的交流永磁電機子類型包括表面貼裝和内部。與普通感應電機不同，在永磁電機正常運行期間，定子和轉子之間不會發生滑差。

轉子中也沒有 I²R 損耗，這使 PM 電機的效率等級高于感應電機。這些節能和更小的功率使得 PM 電機成為感應電機的有用替代品，盡管并非所有變頻器都可以操作 PM 電機。[注：I²R，銅損，是W=(IR)I或I2R，它結合了歐姆定律，V=IR和幂律，W=VI。V=伏。R =以歐姆為單位的電阻。I = 電流，以安培為單位。]

34. 雙接觸器旁路——允許電機跨線路或通過變頻器運行的附件。一個接觸器安裝在進線和電機之間，另一個安裝在變頻器輸出和電機之間。

兩個接觸器旁路允許電機直接從進線運行，繞過變頻器；它可用于在變頻器故障的情況下直接從進線以恒定速度運行電機。

雙接觸器旁路是一種附件，允許電動機跨線路或通過變頻器運行。

35. 三接觸器旁路- 一種變頻器附件，允許電機跨線路或通過變頻器運行。進線與變頻器輸入之間安裝一個接觸器；另一個（旁路）接觸器安裝在進線和電機之間。

第三個安裝在變頻器輸出和電機之間。

三接觸器旁路允許電機直接從進線運行，繞過變頻器。這允許在電機進線運行時對變頻器進行維修，并且它還可以用于以比在電路中使用 VFD 更高的效率以恒定的速度運行電機。

三接觸器旁路允許電機直接從進線運行，繞過 VFD

36. V/F 模式——也稱為伏/赫茲模式，這是一種通過變頻器控制交流感應電機的簡單方法。根據基本電壓和電機基本頻率額定值建立一個比率。該比率産生變頻器遵循的線性模式以産生額定電機扭矩。電壓與頻率的比率是機器中的通量水平，這反過來又決定了機器在給定操作點産生的扭矩量。

伏/赫茲 (V/F) 模式是一種通過 VFD 控制交流感應電機的簡單方法。

37. 開環矢量——一種複雜但有效的電機控制方法，它允許變頻器實現直流驅動控制的最佳特性（在很寬的速度範圍内進行精确的轉矩控制），而無需維護電刷和直流電機的高昂初始成本。為了獲得最佳性能，必須知道或準确估計電機轉子的位置或偏轉。

開環矢量控制中缺乏實際的軸位置反饋，需要通過其他方式計算轉子位置。然而，與閉環矢量操作相比，消除反饋設備、變頻器 輸入和相關布線所節省的成本抵消了電機性能的輕微損失。

38. 閉環矢量——一種複雜但高效的電機控制方法，允許變頻器實現直流驅動控制優勢，而不受直流電機的物理限制。

編碼器或旋轉變壓器等反饋設備提供必要的電機滑差信息，以閉合變頻器輸出頻率和實際電機軸速之間的環路。

39. PID——比例、積分和微分 (PID) 控制算法在整個工業控制中廣泛使用。當通過添加反饋（來自如氣流、壓力或液位等變量）創建過程回路并将其發送到變頻器時，可以通過 PID 回路控制對變量進行調節。

變頻器的 PID 算法使用數學特性來确定對系統設定點與其通過反饋測量的實際狀态之間的變化的反應。

40. 自動調節——變頻器測試連接和空載電機以确定最佳調節參數的過程。

41. 短路電流額定值 (SCCR) – 設備在短路事件期間可以承受的最大電流，而不會失去其外部完整性。設備或設備組合的 SCCR 應大于其輸入端可能出現的可用故障電流。

42. 安培分斷電流 (AIC) – 額定電壓下的對稱電流量，保護變頻器的過電流保護裝置可以通過打開安全停止。

43. 允通電流——過電流保護裝置 (OCPD) 通常會打開并允許有限的電流流過，該電流低于最大故障電流。OCPD 允許流過的電流量稱為“允許通過”電流。因此，OCPD 将下遊可用的故障電流量降低到其允通電流額定值。故障電流必須在 OCPD 設備的範圍内。

過流保護裝置 (OCPD) 将下遊可用的故障電流量降低到其允通電流額定值

44. 現場總線——一種可用于自動化的通信網絡，由用于傳輸消息的物理手段以及消息的結構方式定義。這些網絡本質上是串行的。現場總線網絡的物理實現可以包括 RS-485 或以太網。盡管某些現場總線協議需要選件闆，但許多變頻器具有内置現場總線連接。

45. RS-485 – 串行網絡标準，定義了在工業環境中發送和接收消息的電氣和物理特性。RS-485 的主要特點之一是它是一種多點連接方案，允許許多設備僅使用兩根或四根線和一個屏蔽進行長距離通信。

46. 以太網——定義網絡設備或節點的硬件和消息傳輸規範。它由物理層（電纜、RJ45 連接器）和數據鍊路層（即定義消息如何從一個設備移動到另一個設備）的 OSI 模型的前兩層組成。

47. 協議– 一組規則，定義如何創建用于現場總線網絡的消息傳遞。這些規則将詳細說明如何構建和交付設備之間的通信。如果不使用網關設備，不同的協議通常不能在單個網絡中混合使用。協議通常是“現場總線協議”的軟件規範部分。協議的示例包括 EtherNet/IP、DeviceNet、Profibus、Profinet、Modbus RTU 和 Modbus TCP/IP 等。

48. 運行源- 每個變頻器都需要配置啟動電機的命令來自何處。通常，啟動命令由本地（如鍵盤）和遠程（如網絡命令）來源。通常可以通過鍵盤選擇哪個源（本地或遠程）。警告：通常一次隻能激活一個運行源，其他所有源将被忽略。

49. 參考源——指定變頻器速度命令的來源。它也被稱為頻率參考，因為大多數變頻器默認使用以赫茲為單位的頻率作為默認速度命令單位。有時，但并非總是如此，參考源将來自與運行源相同的源。

50. 三電平輸出——修改後的輸出 PWM 模式，它使用額外的 IGBT、中性點鉗位和自定義開關模式來實現三個可能的輸出電壓電平（E/2、0、-E/2，E/2 是直流母線電壓）。變頻器的三電平輸出自然會降低共模電壓和噪聲，并顯着降低導緻電機軸承過早失效的軸承電流。

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