变频器(Variable-frequency Drive,缩写VFD),是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件。
变频器的英文名称是现代科技中少数源自中文者之一,而在中国大陆地区一般将变频器译作Inverter。
变频器在台湾、韩国因受日本厂商影响而曾被称作VVVF(Variable Voltage Variable Frequency Inverter),VVVF原为日语可変電圧可変周波数制御的英语直译缩写。
变频器集成了高压大功率晶体管技术和电子控制技术,得到广泛应用。变频器的作用是改变交流电机供电的频率和幅值,因而改变其运动磁场的周期,达到平滑控制电动机转速的目的。
变频器的出现,使得复杂的电机传动技术大大简化:变频器+交流鼠笼式感应电动机组合替代了大部分原先只能用直流电机完成的工作,缩小了设备体积,大幅度降低了维修率,标志着传动技术发展的新阶段。
应用于风机水泵型负载时节能效果明显。例如一台55千瓦离心泵电机转速下降到工频转速的4/5时,其耗电量最多可下降48.8%;当转速下降到原转速的l/2时,其耗电量最多可下降87.5%。当然这只是理想计算值,实际上由于铁损铜损及热损耗等因素,耗电量会高于上述计算值。
变频器通常分为4部分:整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。
变频器的英文正式名称为:Variable-frequency Drive。
在日本和亚洲地区,也可称作VVVF(Variable Voltage Variable Frequency Inverter)或3VF。直译为可变电压可变频(控制器,控制元件),这个名称太长,不便于记忆。
1980年代中期沈阳居乃明提出VVVF可简化命名为变频器或变频调速器并用于产品设计,他随后在中国起重学会沈阳仓储设备专题年会上正式发表了这个意见(参见《年会论文集》)。东北工学院(今东北大学)著名电力控制与拖动专家佟纯厚教授肯定了这个意见,并应用在他自己在校内外的课堂和各种讲学中。此后迅速流行开,被普遍接受,国外厂家也接受了这个命名,并且采用了对应的英文译名Variable-frequency Drive作为产品通用名称。甚至连日本厂家也逐渐接纳这个命名。
在中国大陆,“变频器”几乎完全替代了除“VVVF”以外的其它叫法,原有的半导体技术中的“变频器”反而鲜为人知。而在香港自用的多仍以英文缩写 “VVVF”称呼,销往大陆的则同样称为变频器。
变频技术诞生背景是交流电机无级调速的广泛需求。传统的直流调速技术因体积大故障率高而应用受限。
最早的变频器可能是日本人买了英国专利研制的。不过美国和德国凭借电子元件生产和电子技术的优势,高端产品迅速抢占市场。在中国最早生产的变频器可能是大连电机厂组装的富士产品。目前在低压(380V)中小功率范围,中国生产的变频器质量据信也已经稳定。
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