什么是变频驱动器以及为什么需要它？

　　为什么需要变频驱动器？
　　当谈到移动工业操作所需的大负载时，三相电机通常被称为重磅炸弹。与电压较低的单相同类产品相比，它们使用的电流更少。此外，单相电机在受控方向上启动和运行要困难得多。作为另一个比较，直流电机由于实现转子磁场旋转的碳刷的磨损而运行效率较低。
　　尽管这些三相电机具有一些巨大的优点，但在操作它们时也存在一些额外的困难。简单的电机启动器电路允许我们连接两个这样的启动器，彼此互锁，可以在两个相线相反的情况下以任一方向启动和运行电机。然而，像启动器这样的开/关控制是有限的，只能完全打开或完全关闭。当突然开启时，电机会消耗大量电流，从而增加公用事业成本。
　　大型应用中的另一个缺点是主电压的小波动，例如由设施中其他设备开启引起的波动。在模拟启动器电路中，这些波动会直接传递到电机线圈，从而在原本平稳的旋转中产生微小的不平衡。
　　带输入和输出的 VFD
　　该型号没有按钮或屏幕，因此必须通过通信端口进行编程。
　　变频驱动的优点
　　为了克服前面列出的缺点，数字控制设备可以实现更好的控制。 VFD 仔细调节以脉冲形式发送到电机的电流，其频率可以从正常的 50/60 Hz 电源降低。这样，“变频”这个名字就给我们带来了这些驱动器的明显好处。
　　在应用过程中，关于变频器需要注意的一件事是，它们可以轻松地以低于其额定值的频率（即转速）运行电机。不过，在尝试更快地运行时您应该非常小心。尽管理论上这是可能的，但电机设计为仅以转速运行。电机运行得更快会导致发热、效率降低和寿命缩短。 VFD 还提供了一些其他内置优势。
　　首先，即使没有传感器，您也可以访问有关系统的一些基本反馈。它监控提供给电机的电流，如果电流超过可接受的水平，则可以显示故障。
　　还可以调整许多控制电机运行方式的运行参数。您可以调整启动加速和减速时间（斜坡率）、全额定转速太快时的速度以及许多其他选项。
　　一个令人惊讶的好处是这些设备的成本低廉。一对小型启动器以及手动控制所需的按钮可能花费数百美元或更多。用于小马力电机的类似 VFD（按钮集成在前面）的成本仍然仅略高于一百美元。对于较大的应用，成本可能会急剧上升，但设备的复杂性本身并不意味着它的价格昂贵得令人望而却步。
　　什么是变频驱动器？
　　VFD 的输入电压可以是单相 120-240 VAC、208-480 VAC，有时甚至更高。小型电机的单相输入模型具有很大的优势，因为您不需要三相电源来运行电机。
　　什么是VFD控制？单相线路输入 VFD 的输入端子
　　请注意，只有两个螺丝端子加上接地——这表示单相输入。此外，在本例中，小网络端口用于 RS-232 通信，而不是以太网控制。
　　输入的交流电通过整流器和滤波电容转换为直流电。这提供了与电机额定电压水平相匹配的恒定直流电压。
　　为了运行电机，直流电压以非常高的频率（通常为数千赫兹）脉冲打开和关闭。每个脉冲的开启时间与关闭时间之比将允许电流增加或减少。例如，如果脉冲在 90% 的时间内开启，而在剩余 10% 的时间内关闭，则预计电流将接近值。
　　这一系列快速脉冲的百分比在 100% 关闭和 100% 正值之间变化，然后回到 100% 关闭，然后 100% 负值，并重复。
　　这些百分比完成一个完整周期的速度可以设置在 0 到 60 Hz 之间的任意位置。或者，可以命令它在打开时以设定速率升至 60 Hz。此时，有多种控制选项。
　　变频驱动器如何工作？
　　根据应用的不同，您可以找到可以通过多种来源进行控制的 VFD。有时，他们的任务可能是运行一台独立的机器，而人机交互非常有限。其他时候，复杂的计算机网络可能会在整个设施中运行通信。任何东西都有 VFD。
　　大多数 VFD 正面都有一个小屏幕，可能有一些数字用于显示信息，有时也像彩色触摸屏一样精美。还可能有一个启动和停止按钮以及一个用于速度控制的旋转电位器。这称为人机界面（HMI），根据制造商的不同，其种类繁多。从这里控制它称为“本地”控制。
　　还有另一种非常常见的方法来控制独立机器上的 VFD。大多数变频驱动器在盖子下方都有一排小螺丝端子或一个小型多线连接器。这些连接点允许数字输入，即用于启动、停止和方向控制的按钮。还有一个用于外部电位计的模拟输入。所有这些输入都允许将 VFD 安全地隐藏在控制柜中，外部带有标签清晰的按钮，使操作员与柜内的三相电源隔离。
　　变频器通讯及电源输出端子
　　绿色螺丝端子接头可以访问继电器，以便您可以在电机打开或达到全速时控制其他输出。
　　有时，这些数字和模拟输入可以由 PLC 等数字控制器提供，从而实现更好的控制。
　　对于大规模实施，通过网络控制 VFD 的所有操作是非常常见的。以太网、PROFINET、DeviceNet 等可以与许多 VFD 进行通信。有时此功能是默认内置的（特别是以太网）。尽管如此，在许多情况下，网络连接是与带状电缆或排针组连接的附加模块。在这些情况下，只需一根网络电缆连接到驱动单元，即可立即远程控制和更改所有运动。
　　需要注意的一件事：连接以太网电缆进行连接时要小心。通常，RS-232 连接器也可能使用相同的 8 针 RJ45 插孔，它看起来像以太网端口。 RS-232 协议用于编程，而不是操作。您不能只连接以太网电缆。确保验证其具有正确的网络协议。