变频器

咱们聊聊变频器的工作原理。

我们经常会听到一个词，叫做“交直交变频器”。那么，为什么要在“变频器”前面加上“交直交”这个定义呢？原因在于，变频器对交流电源进行频率转换的处理过程，其实是先将交流电变换成直流电，也就是“整流”，然后再将直流电变换为可变频率的交流电的，即：“逆变”。

所以，交流变频器的第一级就是“整流单元”，交流电进入变频系统后，会先在这里被转换成直流电。

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上一期我们简单谈了「变频器的整流单元」，而通常母线电压经过电容平滑之后就进入逆变环节了，在这里我们将遇到变频器最重要的部分：PWM 脉宽调制（Pulse Width Modulation）。

PWM 脉宽调制的基本原理，是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。

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之前的文章中我们了解了“什么是变频器”以及与之相关的一些应用场景，接下来咱们聊聊变频器的工作原理。

我们经常会听到一个词，叫做“交直交变频器”。那么，为什么要在“变频器”前面加上“交直交”这个定义呢？原因在于，变频器对交流电源进行频率转换的处理过程，其实是先将交流电变换成直流电，也就是“整流”，然后再将直流电变换为可变频率的交流电的，即：“逆变”。

所以，交流变频器的第一级就是“整流单元”，交流电进入变频系统后，会先在这里被转换成直流电。

<center><img src="http://adi.eetrend.com/files/2018-08/wen_zhang_/100013601-46402-pingmuk…; alt=""></center>

<strong>原创： 麥總/Mute </strong>

变频器，顾名思义，就是用来变换电源频率的器件。登陆各大百科网站，大家可以看到这样的定义：变频器是指在机电驱动系统中，通过改变电机的输入频率来控制交流电机速度的一种可调速驱动装置。

那么，为什么需要使用变频器对电机进行调速控制呢？关于这个问题，我们还是得先从电机的应用场景说起。

在工业生产过程中，我们经常需要使用电机对物体或部件的速度、位置进行准确的控制，比如：输送带、起重机、冲压线、收放卷...等各种不同类型的机器应用场合。在还没有掌握电机调速技术的时候，人们只能借助齿轮箱、离合器...等复杂的机械传动装置去解决物体运动控制的问题。

很多现代无线电架构包含下变频级，可将RF或微波频段向下 转换至中频，以便进行基带处理。无论最终应用是通信应 用、航空航天与国防应用，或是仪器仪表应用，目标频率都 越来越高，并进入了RF和微波频谱。应对这种情况的一种可 行解决方案是使用更多的下变频级，如图1所示。而另一种更 有效的解决方案是使用集成数字下变频器(DDC)的RF ADC， 如图2所示。

<center><img src="http://adi.eetrend.com/files/2017-07/wen_zhang_/100006827-21796-pingmuk…; alt="带下变频级的典型接收器模拟信号链"></center>

<center>图1. 带下变频级的典型接收器模拟信号链。</center>

据调查显示我国变频器市场保持着高速的增长率，并且变频器在应用领域方面得到扩展，目前在空调、电梯、冶金、机械、电子、石化、造纸、纺织等行业有十分广阔的应用空间。为响应国家节能减排的号召，变频器在技术上注重节能降耗，将来市场发展空间广阔，大有作为。

相比发达国家，我国变频器行业起步较晚。上世纪七、八十年代我国研制出的变频器产品可靠性差，技术上基本依赖进口。十几年后，我国企业才认识到变频器的作用，随之企业对频器认识的不断深入和大量外国产品的入境，我国变频器市场才得以快速启动。

在过去的几年内中国变频器的市场保持着12％－15％的增长率，这个速度已经远远超过了近几年的GDP增长水平，而且至少在未来的5年内保持着10％以上的增长率。考虑到大约4-6％的价格下降，中国市场上变频器安装容量（功率）的增长实际上在20％左右。按照这样的发展速度和中国市场的需求计算，至少在10年以后市场才能饱和并逐渐成熟。

<strong>我国变频器行业路在何方?</strong>