變頻器（VFD）是一種通過改變電源頻率和電壓來控制交流電動機的電力設備，核心功能包括調速、節能和保護電機。其核心原理是通過整流、濾波、逆變等電路結構，動態調整輸出頻率與電壓，實現電機精準控制。
核心作用
調速與效率提升
通過調節輸出頻率和電壓，精確控制電機轉速，適應不同負載需求，提升生產效率和產品質量。
例如，在風機、泵類設備中，變頻器可根據流量需求動態調整轉速，避免能源浪費。
節能降耗
根據負載變化自動調整電機功率輸出，相比傳統固定頻率運行，可減少20%~60%的能耗。
典型應用場景包括中央空調系統、工業流水線等需頻繁啟停或變負載的領域。
電機保護與運行穩定
提供軟啟動/軟停止功能，減少機械沖擊和電壓波動，延長設備壽命。
集成過流、過壓、過載、短路等多重保護機制，提升系統安全性。
噪聲與振動抑制
通過平滑調整電機轉速，降低啟停時的機械噪聲和振動，改善工作環境。
基本結構
變頻器由整流單元（交流變直流）、濾波電路、逆變單元（直流變交流）以及控制模塊（如IGBT）組成。
工作流程
整流：將輸入的交流電轉換為直流電。
濾波：平滑直流電波形，減少電壓波動。
逆變：通過高頻開關（如IGBT）將直流電轉換為可調頻率/電壓的交流電輸出。
控制方式
正弦脈寬調制（SPWM）：早期技術，成本低但低頻性能有限。
電壓空間矢量控制（SVPWM）：優化磁場軌跡，提升動態響應。
矢量控制（VC）：通過解耦控制提高調速精度，但算法復雜。
應用與發展
廣泛應用于工業自動化、軌道交通、新能源等領域。2025年中國高壓變頻器市場占比擴大，行業規模預計持續增長。
技術趨勢聚焦于智能化（如AI控制）和高效率（如第三代半導體材料應用）。
