掌握這 35 個逆變器概念可以將您的專業知識提升到令人印象深刻的水平！
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逆變器的術語VFD（變頻驅動器）反映了其透過調節電源的頻率和振幅來控制交流馬達的功能。在亞洲，特別是在中國和韓國，由於日本的影響，使用了VVVF（可變電壓變頻逆變器）一詞。 VVVF代表VariableVoltageandVariableFrequency，指電壓和頻率同時調節，而CVCF(ConstantVoltageandConstantFrequency)表示固定電壓和頻率。
電源分為交流電源和直流電源。大多數直流電是透過變壓、整流和濾波從交流電獲得的。交流電約佔所有用電的 95%，單相和三相交流電遵循不同國家的特定電壓和頻率標準。例如，在中國大陸，單相交流電為220V，三相交流電為380V，均為50Hz。逆變器將固定電壓和頻率的交流電轉換為可變電壓或頻率的交流電。該過程包括將交流電整流為直流電，然後將直流電逆變回交流電，後者過程專門稱為「逆變」。將直流電轉換為固定頻率和電壓交流電的設備稱為逆變器，而那些允許可調頻率和電壓的設備稱為變頻驅動器。
逆變器輸出類比正弦波，主要用於三相非同步馬達的速度控制，也稱為變頻調速器。對於需要高品質波形的應用，例如儀器中的測試設備，波形經過細化以產生標準正弦波，此類設備稱為變頻電源。變頻電源通常比變頻驅動器貴 15 至 20 倍。逆變設備中負責產生可變電壓或頻率的核心部件是“逆變器”，因此該產品被命名為“逆變器”。逆變器也用於家用電器，例如空調和螢光燈。在馬達控制應用中，逆變器可以調節電壓和頻率，而用於螢光燈的逆變器主要調節電源頻率。汽車中將電池（直流）電轉換為交流電的設備也以「逆變器」的名稱出售。逆變器的工作原理廣泛應用於各個領域，例如電腦電源，逆變器可以抑制反向電壓、頻率波動、瞬間斷電等。
什麼是逆變器？
逆變器是一種利用功率半導體裝置的開關動作將市電頻率電力轉換為另一個頻率的裝置。它由兩個主電路組成：主電路（整流模組、電解電容、逆變模組）和控制電路（開關電源板和控制電路板）。 CPU安裝在控制電路板上，變頻器的操作軟體編入CPU中。同一型號逆變器的軟體一般是固定的，但三晶逆變器的軟體可以根據使用需求進行調整。
PWM 和 PAM 有什麼不同？
PWM（脈衝寬度調變）會根據特定模式調整脈衝串中的脈衝寬度，以調節輸出和波形。 PAM（脈衝幅度調變）調整脈衝串中的脈衝振幅以調節輸出和波形。
電壓型逆變器和電流型逆變器有什麼不同？
變頻器的主電路大致可分為兩種：電壓型變頻器利用電容器將直流電壓源轉換為交流電，進行直流電路濾波；電流型變頻器利用電感器將直流電流源轉換為交流電，進行直流電路濾波。
為什麼逆變器的電壓和頻率會成比例地變化？
感應馬達的扭矩是由磁通量和轉子電流之間的相互作用產生的。在額定頻率下，如果電壓恆定而頻率降低，磁通量可能會變得過大，導致磁路飽和並可能損壞馬達。因此，電壓和頻率必須成比例地變化。這種控制方式常用於風扇、水泵等節能變頻器。
當感應電動機由工頻電源驅動且電壓下降時，電流增加。對於變頻驅動電機，如果頻率降低時電壓降低，電流會增加嗎？
當頻率降低（低速）時，電流增加以維持相同的功率輸出。然而，在恆扭矩條件下，電流保持相對穩定。
帶變頻器的馬達運轉時的啟動電流和扭力是多少？
使用變頻器時，隨著馬達加速，頻率和電壓相應增加，將啟動電流限制在額定電流的 150% 以下（125% 至 200%，視型號而定）。使用工頻電源直接在線啟動會導致啟動電流達到額定電流的六到七倍，從而產生機械應力和電氣應力。變頻馬達啟動平穩（啟動時間長），啟動電流為額定電流的1.2～1.5倍，啟動扭力為額定扭力的70%～120%。對於具有自動轉矩提升功能的變頻器，啟動轉矩超過100%，可實現滿載啟動。
什麼是V/f模式？
當頻率降低時，電壓 V 也會成比例降低。 V 和 f 之間的比例關係根據馬達特性確定，通常儲存在控制器的記憶體 (ROM) 中。可透過開關或電位計選擇多個特性。
當V和f按比例調整時，馬達扭力如何變化？
如果電壓隨頻率成比例降低，則由於交流阻抗降低和直流電阻不變，低速時扭力會出現降低的趨勢。為了補償並在低頻下獲得足夠的啟動扭矩，必須稍微提高輸出電壓。這種補償稱為扭矩提升，可以透過多種方法實現，包括自動調節、選擇 V/f 模式或電位計設定。
若手冊規定速度範圍為60~6Hz（10：1），是否表示6Hz以下沒有功率輸出？
6Hz以下仍可輸出功率。但考慮到馬達溫升和啟動扭矩，最低運轉頻率設定在6Hz左右，以避免過熱，同時保持額定扭矩輸出。變頻器的實際輸出頻率（啟動頻率）因型號而異，一般為0.5Hz～3Hz。
使用60Hz以上的標準馬達組合是否可以保持恆定扭力？
一般來說，這是不可能的。在 60Hz（或某些模式為 50Hz）以上，電壓保持恆定，產生大致恆定的功率特性。當高速下需要恆定扭矩時，仔細選擇馬達和逆變器容量至關重要。
什麼是開環控制？
當馬達上安裝速度偵測器（PG）並將實際速度回饋給控制裝置進行調節時，稱為「閉環」控制。無 PG 回饋的操作稱為「開環」控制。通用逆變器通常使用開環控制，但某些型號提供 PG 回饋作為選項。無速度感測器閉環控制根據磁通數學模型估計實際馬達速度，有效地形成具有虛擬速度感測器的閉環控制系統。
當實際速度與設定速度之間存在差異時會發生什麼？
在開環控制中，即使變頻器輸出設定頻率，負載情況下馬達轉速也可能在額定滑差範圍（1%～5%）內變化。對於在負載變化時仍需要高速調節精度和接近設定速度運行的應用，可以採用具有 PG 反饋的逆變器（作為選件提供）。
使用具有PG回饋的馬達可以提高速度精度嗎？
具有 PG 回饋的逆變器可提高速度精度。但實際速度精度取決於PG精度和變頻器輸出頻率解析度。
什麼是防失速功能？
如果設定的加速時間太短，變頻器的輸出頻率可能會比馬達的轉速（電角頻率）變化快得多，導致過流，使變頻器跳閘，停止運轉。這稱為停頓。為了防止失速並維持馬達運行，逆變器會監控電流並調整頻率。加速時，如果電流過大，則加速率降低。這同樣適用於減速。這些機制共同構成了防失速功能。
變頻器允許單獨設定加速和減速時間與那些使用通用設定的？
可單獨設定加減速時間的變頻器，適用於需要短暫加減速的場合，或生產節奏要求嚴格的小型工具機。相較之下，對於風扇驅動等加速和減速時間都較長的應用，加速和減速時間的通用設定是適當的。
什麼是再生煞車？
當馬達運轉期間命令頻率降低時，馬達將轉換為非同步發電機模式並充當煞車。此過程稱為再生（電氣）煞車。
可以實現更大的煞車力道嗎？
馬達再生的能量儲存在逆變器的濾波電容器中。由於電容器容量和額定電壓的限制，通用變頻器的再生煞車力約為額定扭力的10%至20%。透過選配煞車單元，該比例可提高至 50% 至 100%。
逆變器的保護功能有哪些？
保護功能可分為以下幾類：
(1)自動矯正異常狀況，如防止過流失速、防止再生過壓失速。
(2) 當偵測到異常時，阻斷向功率半導體發出的 PWM 控制訊號，使馬達自動停止。例如過流關斷、再生過壓關斷、半導體冷卻風扇過熱保護和瞬時斷電保護。
為什麼使用離合器連續負載時變頻器的保護功能會動作？
當離合器連接負載時，馬達迅速從空載過渡到高滑差區域。由此產生的高電流會導致逆變器因過流而跳閘，停止運作。
同一設施中大馬達啟動時，為何變頻器運轉中會停機？
馬達啟動時，與馬達容量相應的突波電流，導致變壓器定子側電壓下降。對於大型電機，這種電壓降會顯著影響連接到相同變壓器的其他設備。逆變器可能會將此誤認為欠壓或瞬時掉電，從而觸發其保護功能（IPE）並導致其停止。
什麼是逆變器解析度？為什麼它如此重要？
對於數控變頻器，即使頻率指令是類比訊號，輸出頻率也是以離散步進的形式提供的。這些步驟的最小單位稱為逆變器解析度。通常，逆變器解析度範圍為 0.015Hz 至 0.5Hz。例如，在 0.5Hz 解析度下，高於 23Hz 的頻率可以調整為 23.5Hz 或 24.0Hz，從而實現步進馬達運作。這對於連續捲繞控制等應用來說可能會出現問題。在這種情況下，0.015Hz左右的解析度可以確保對於四極馬達來說，每一步對應的轉速小於1r/min，提供了足夠的適應性。一些逆變器型號區分命令解析度和輸出解析度。
逆變器的安裝方向有限制嗎？
逆變器設計考慮了內部組件和背面的冷卻效率。設備的方向對於通風至關重要。對於面板安裝或壁掛式單元式逆變器，建議縱向垂直安裝。
馬達直接連接定頻逆變器而不使用軟啟動器是否可行？
在非常低的頻率下，這是可能的。但如果設定頻率較高，情況類似於用工頻電源直接在線上啟動。這可能會導致啟動電流過大（額定電流的六到七倍），並且由於逆變器將跳閘以防止過流，因此馬達將無法啟動。
60Hz以上運轉馬達應注意哪些事項？
當運作頻率高於 60Hz 時，請考慮以下事項：
(1)確保機械及相關設備能承受此速度下的運轉(機械強度、噪音、振動等)。
(2)馬達進入恆功率輸出範圍，其輸出扭力必須能承受工作負載(對於風扇、水泵來說，軸輸出功率隨轉速的立方增加，因此即使是輕微的轉速增加也需要注意)。
(3)軸承壽命可能受到影響，應慎重考慮。
(4)對於中大容量電機，特別是二極電機，在60Hz以上運轉前應諮詢製造商。
變頻器可以驅動齒輪馬達嗎？
根據減速機的結構和潤滑方法，需要考慮幾個因素。通常，齒輪結構最多可承受 70~80Hz。採用油潤滑時，連續低速運轉可能會損壞齒輪。
變頻器可以驅動單相馬達嗎？它們可以使用單相電源運作嗎？
一般來說，這是不可行的。對於具有速度控制器或開關啟動機制的單相電機，將速度降低到工作點以下可能會使輔助繞組過熱。對於電容器啟動或電容器運作類型，可能會發生電容器爆炸。逆變器通常需要三相電源，但有些小容量型號可以使用單相電源運作。
逆變器本身消耗多少功率？
功耗取決於逆變器型號、運作狀態和使用頻率。很難指定準確的值。然而，60Hz以下的逆變器效率約為94%至96%，可用於估算損耗。對於內建再生煞車的變頻器（例如FR-K系列），考慮煞車損耗會增加功耗，這是控制板設計時需要注意的因素。
為什麼不能在整個6~60Hz範圍內連續工作？
大多數馬達使用軸上的外部風扇或轉子端環上的葉片進行冷卻。速度降低會降低冷卻效率，使馬達無法承受與高速時相同的熱量產生。為了解決這個問題，可以降低低速負載扭矩，使用更大容量的變頻器和馬達組合，或採用專用馬達。
使用附煞車馬達時應注意哪些事項？
煞車勵磁電路應由變頻器輸入側供電。如果變頻器在輸出功率時制動，可能會出現過電流而導致停機。因此，請確保變頻器停止輸出功率後煞車才動作。
為什麼使用變頻器驅動帶有功率因數改善電容器的馬達時馬達無法啟動？
逆變器電流流入功率因數改善電容器。充電電流可能會觸發逆變器過流 (OCT)，阻止啟動。要解決此問題，請拆下電容器並運行馬達。為了提高功率因數，在變頻器輸入側安裝交流電抗器是有效的。
逆變器的壽命是多少？
雖然逆變器是靜態設備，但它們包含濾波電容器和冷卻風扇等消耗部件。透過定期維護這些零件，逆變器可以使用十年以上。
逆變器中的冷卻風扇如何定向？如果故障會怎樣？
一些小容量逆變器沒有冷卻風扇。對於帶有風扇的型號，氣流通常是從下到上。安裝逆變器時，避免在機組上方和下方放置阻礙進排氣的設備。請勿將熱敏元件放置在逆變器上方。透過偵測風扇停止或冷卻風扇過熱來防止風扇故障。
濾波電容的壽命如何決定？
用作電容器的濾波電容器，隨著時間的推移會逐漸失去靜電容量。定期測量靜電容量，當達到額定容量的85%時，認為電容器已失效。
逆變器的安裝方向有限制嗎？
逆變器通常安裝在面板內。然而，全封閉面板體積龐大、佔用空間且成本高。緩解措施包括：
(1) 依實際設備所需的冷卻設計面板。
(2)使用鋁散熱器、翅片和冷卻劑增加冷卻面積。
(3)利用熱管。
此外，還開發了背面暴露的逆變器型號。
如何選擇變頻器容量才能將輸送帶速度提高到80Hz？
傳送帶的功耗與速度成正比。若要在 80Hz 下運行，逆變器和馬達功率均應按比例增加到 80Hz/50Hz，即容量增加 60%。
維護、檢查時的注意事項：
(1) 關閉輸入電源後，請等待至少 5 分鐘後再開始檢查（確保充電指示燈 LED 已熄滅），以免觸電。
(2) 維護、檢查及零件更換必須由合格人員進行。開始工作前取下所有金屬物品（手錶、手環等）並使用絕緣工具。
(3) 請勿隨意改裝變頻器，以防觸電和產品損壞。
(4) 維修變頻器前，請確認輸入電壓。將380V電源連接到220V級逆變器可能會造成損壞（電容器、壓敏電阻、模組爆炸等）。
變頻器主要由半導體元件組成，需要進行日常檢查，以防止惡劣的工作環境，如溫度、濕度、灰塵和振動，並防止因元件壽命限製而引起的故障。
檢查項目：
(1)日常檢查：驗證逆變器是否依要求運作。逆變器運轉時，用電壓表檢查輸入輸出電壓。
(2) 定期檢查：檢查所有隻有在逆變器關閉時才能進入的區域。
(3) 零件更換：零件壽命受安裝條件影響較大。