變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成。

    變頻器的作用

    一、變頻器的保護作用

    （1）運算電路將外部的速度，轉矩等指令同檢測電路的電流，電壓信號進行比較運算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。

    （2）電壓、電流檢測電路為與主回路電位隔離檢測電壓，電流等。

    （3）驅動電路為驅動主電路器件的電路，它與控制電路隔離，控制主電路器件的導通與關斷。

    （4）I/O電路使變頻更好地人機交互，其具有多信號（比如運行多段速度運行等）的輸入，還有各種內部參數（比如電流，頻率，保護動作驅動等）的輸入。

    （5）速度檢測電路將裝在異步電動機軸上的速度檢測器（TG、PLG等）的信號設為速度信號，送入運算回路，根據指令和運算可使電動機按指令速度運轉。

    （6）保護電路檢測主電路的電壓、電流等。當發生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和異步電動機損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓，電流值。

    ①瞬時過電流保護，用于逆變電流負載側短路等，流過逆變電器回件的電流達到異常值（超過容許值）時，瞬時停止逆變器運轉，切斷電流，變流器的輸出電流達到異常值，也得同樣停止逆變器運轉。

    ②過載保護，逆變器輸出電流超過額定值，且持續流通超過規定時間，為防止逆變器器件、電線等損壞，要停止運轉，恰當的保護需要反時限特性，采用熱繼電器或電子熱保護，過載是由于負載的GD2（慣性）過大或因負載過大使電動機堵轉而產生。

    ③再生過電壓保護，應用逆變器使電動機快速減速時，由于再生功率使直流電路電壓升高，有時超過容許值，可以采取停止逆變器運轉或停止快速的方法，防止過電壓。

    ④瞬時停電保護，對于毫秒級內的瞬時斷電，控制電路工作正常。但瞬時停電如果達數10ms以上時，通常不僅控制電路誤動作，主電路也不供電，所以檢測出后使逆變器停止運轉。

    ⑤接地過電流保護，逆變器負載接地時，為了保護逆變器，要有接地過電流保護功能。但為了保證人身安全，需要裝設漏電保護斷路器。

    ⑥冷卻風機異常，有冷卻風機的裝置，當風機異常時裝置內溫度將上升，因此采用風機熱繼電器或器件散熱片溫度傳感器，檢測出異常后停止逆變電器工作。

    ①過載保護，過載檢測裝置與逆變器保護共用，但考慮低速運轉的過熱時，在異步電動機內埋入溫度檢出器，或者利用裝在逆變器內的電子熱保護來檢出過熱。動作過頻時，應考慮減輕電動機負荷，增加電動機及逆變器的容量等。

    ②超速保護，逆變器的輸出頻率或者異步電動機的速度超過規定值時，停止逆變器運轉

    ①防止失速過電流，加速時，如果異步電動機跟蹤遲緩，則過電流保護電路動作，運轉就不能繼續進行（失速）。所以，在負載電流減小之前要進行控制，抑制頻率上升或使頻率下降。對于恒速運轉中的過電流，有時也進行同樣的控制。

    ②防止失速再生過電壓，減速時產生的再生能量使主電路直流電壓上升，為防止再生過電壓電路保護動作，在直流電壓下降之前要進行控制，抑制頻率下降，防止不能運轉（失速）。

    二、變頻器的節能作用

    1、風機水泵等電機閉環控制節能

    變頻不是到處可以省電，有不少場合用變頻并不一定能省電。 作為電子電路，變頻器本身也要耗電（約額定功率的3-5%）。優秀、大功率并且為風機/泵類負載；第二、裝置本身具有節電功能（軟件支持）；第三、長期連續運行。

    2、功率因數補償節能

    無功功率不但增加線損和設備的發熱，更主要的是功率因數的降低導致電網有功功率的降低，大量的無功電能消耗在線路當中，設備使用效率低下，浪費嚴重，使用變頻調速裝置后，由于變頻器內部濾波電容的作用，從而減少了無功損耗，增加了電網的有功功率。

    3、電機軟啟動節能

    電機硬啟動對電網造成嚴重的沖擊，而且還會對電網容量要求過高，啟動時產生的大電流和震動時對擋板和閥門的損害極大，對設備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節能裝置后，利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，大值也不超過額定電流，減輕了對電網的沖擊和對供電容量的要求，延長了設備和閥門的使用壽命。節省了設備的維護費用。

    三、變頻器滿足很多種自動化控制特殊工藝要求

    1、風機水泵等設備的閉環控制

    2、自動化控制中的多種控制：正轉、反轉、多段速、定時、自動啟停