變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、再次整流（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成的。
1.電機的旋轉(zhuǎn)速度為什么能夠自由地改變？
*1:r/min
電機旋轉(zhuǎn)速度單位：每分鐘旋轉(zhuǎn)次數(shù)，也可表示為rpm.
例如：2極電機50Hz3000[r/min]
4極電機50Hz1500[r/min]
結(jié)論：電機的旋轉(zhuǎn)速度同頻率成比例
本文中所指的電機為感應式交流電機，在工業(yè)中所使用的大部分電機均為此類型電機。感應式交流電機（以后簡稱為電機）的旋轉(zhuǎn)速度近似地確決于電機的極數(shù)和頻率。由電機的工作原理決定電機的極數(shù)是固定不變的。由于該極數(shù)值不是一個連續(xù)的數(shù)值（為2的倍數(shù)，例如極數(shù)為2，4，6），所以一般不適和通過改變該值來調(diào)整電機的速度。
另外，頻率能夠在電機的外面調(diào)節(jié)后再供給電機，這樣電機的旋轉(zhuǎn)速度就可以被自由的控制。
因此，以控制頻率為目的的變頻器，是做為電機調(diào)速設(shè)備的優(yōu)選設(shè)備。
n=60f/p
n:同步速度
f:電源頻率
p:電機極對數(shù)
結(jié)論：改變頻率和電壓是*的電機控制方法
如果僅改變頻率而不改變電壓，頻率降低時會使電機出于過電壓（過勵磁），導致電機可能被燒壞。因此變頻器在改變頻率的同時必須要同時改變電壓。輸出頻率在額定頻率以上時，電壓卻不可以繼續(xù)增加，zui高只能是等于電機的額定電壓。
例如：為了使電機的旋轉(zhuǎn)速度減半，把變頻器的輸出頻率從50Hz改變到25Hz，這時變頻器的輸出電壓就需要從400V改變到約200V
2.當電機的旋轉(zhuǎn)速度（頻率）改變時，其輸出轉(zhuǎn)矩會怎樣？
*1:工頻電源
由電網(wǎng)提供的動力電源（商用電源）
*2:起動電流
當電機開始運轉(zhuǎn)時，變頻器的輸出電流
變頻器驅(qū)動時的起動轉(zhuǎn)矩和zui大轉(zhuǎn)矩要小于直接用工頻電源驅(qū)動
電機在工頻電源供電時起動和加速沖擊很大，而當使用變頻器供電時，這些沖擊就要弱一些。工頻直接起動會產(chǎn)生一個大的起動起動電流。而當使用變頻器時，變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機上的，所以電機起動電流和沖擊要小些。
通常，電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要隨頻率的減?。ㄋ俣冉档停┒鴾p小。減小的實際數(shù)據(jù)在有的變頻器手冊中會給出說明。
通過使用磁通矢量控制的變頻器，將改善電機低速時轉(zhuǎn)矩的不足，甚至在低速區(qū)電機也可輸出足夠的轉(zhuǎn)矩。
3.當變頻器調(diào)速到大于50Hz頻率時，電機的輸出轉(zhuǎn)矩將降低
通常的電機是按50Hz電壓設(shè)計制造的，其額定轉(zhuǎn)矩也是在這個電壓范圍內(nèi)給出的。因此在額定頻率之下的調(diào)速稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速.(T=Te,P<=Pe)
變頻器輸出頻率大于50Hz頻率時，電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要以和頻率成反比的線性關(guān)系下降。
當電機以大于50Hz頻率速度運行時，電機負載的大小必須要給予考慮，以防止電機輸出轉(zhuǎn)矩的不足。
舉例，電機在100Hz時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大約要降低到50Hz時產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的1/2。
因此在額定頻率之上的調(diào)速稱為恒功率調(diào)速.(P=Ue*Ie)
4.變頻器50Hz以上的應用情況
大家知道,對一個特定的電機來說,其額定電壓和額定電流是不變的。
如變頻器和電機額定值都是:15kW/380V/30A,電機可以工作在50Hz以上。
當轉(zhuǎn)速為50Hz時,變頻器的輸出電壓為380V,電流為30A.這時如果增大輸出頻率到60Hz,變頻器的zui大輸出電壓電流還只能為380V/30A.很顯然輸出功率不變.所以我們稱之為恒功率調(diào)速.
這時的轉(zhuǎn)矩情況怎樣呢?
因為P=wT(w:角速度,T:轉(zhuǎn)矩).因為P不變,w增加了,所以轉(zhuǎn)矩會相應減小。
我們還可以再換一個角度來看:
電機的定子電壓U=E+I*R(I為電流,R為電子電阻,E為感應電勢)
可以看出,U,I不變時,E也不變.
而E=k*f*X,(k:常數(shù),f:頻率,X:磁通),所以當f由50-->60Hz時,X會相應減小
對于電機來說,T=K*I*X,(K:常數(shù),I:電流,X:磁通),因此轉(zhuǎn)矩T會跟著磁通X減小而減小.
同時,小于50Hz時,由于I*R很小,所以U/f=E/f不變時,磁通(X)為常數(shù).轉(zhuǎn)矩T和電流成正比.這也就是為什么通常用變頻器的過流能力來描述其過載(轉(zhuǎn)矩)能力.并稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速(額定電流不變-->zui大轉(zhuǎn)矩不變)
結(jié)論:當變頻器輸出頻率從50Hz以上增加時,電機的輸出轉(zhuǎn)矩會減小.
5.其他和輸出轉(zhuǎn)矩有關(guān)的因素
發(fā)熱和散熱能力決定變頻器的輸出電流能力，從而影響變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩能力。
載波頻率:一般變頻器所標的額定電流都是以zui高載波頻率,zui高環(huán)境溫度下能保證持續(xù)輸出的數(shù)值.降低載波頻率,電機的電流不會受到影響。但元器件的發(fā)熱會減小。
環(huán)境溫度：就象不會因為檢測到周圍溫度比較低時就增大變頻器保護電流值.
海拔高度:海拔高度增加,對散熱和絕緣性能都有影響.一般1000m以下可以不考慮.以上每1000米降容5%就可以了.
6.矢量控制是怎樣改善電機的輸出轉(zhuǎn)矩能力的？
*1:轉(zhuǎn)矩提升
此功能增加變頻器的輸出電壓（主要是低頻時），以補償定子電阻上電壓降引起的輸出轉(zhuǎn)矩損失，從而改善電機的輸出轉(zhuǎn)矩。
$改善電機低速輸出轉(zhuǎn)矩不足的技術(shù)
使用"矢量控制"，可以使電機在低速,如(無速度傳感器時)1Hz（對4極電機，其轉(zhuǎn)速大約為30r/min）時的輸出轉(zhuǎn)矩可以達到電機在50Hz供電輸出的轉(zhuǎn)矩（zui大約為額定轉(zhuǎn)矩的150％）。
對于常規(guī)的V/F控制，電機的電壓降隨著電機速度的降低而相對增加，這就導致由于勵磁不足，而使電機不能獲得足夠的旋轉(zhuǎn)力。為了補償這個不足，變頻器中需要通過提高電壓，來補償電機速度降低而引起的電壓降。變頻器的這個功能叫做"轉(zhuǎn)矩提升"（*1）。
轉(zhuǎn)矩提升功能是提高變頻器的輸出電壓。然而即使提高很多輸出電壓，電機轉(zhuǎn)矩并不能和其電流相對應的提高。因為電機電流包含電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩分量和其它分量（如勵磁分量）。
"矢量控制"把電機的電流值進行分配，從而確定產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電機電流分量和其它電流分量（如勵磁分量）的數(shù)值。
"矢量控制"可以通過對電機端的電壓降的響應，進行優(yōu)化補償，在不增加電流的情況下，允許電機產(chǎn)出大的轉(zhuǎn)矩。此功能對改善電機低速時溫升也有效。

工業(yè)節(jié)能日漸成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展核心之一。變頻器產(chǎn)品由于具有靈活的調(diào)速功能，在電力節(jié)能領(lǐng)域優(yōu)勢明顯。從當前發(fā)展趨勢而言，變頻器產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)走調(diào)速節(jié)能的發(fā)展道路。
變頻器是工控系統(tǒng)的重要組成設(shè)備，安裝在電機前端以實現(xiàn)調(diào)速和節(jié)能。高壓變頻器后端主要拖動風機、水泵類負載，實際節(jié)電效果達30%~60%，未來該行業(yè)市場發(fā)展將受益于大中型項目改造;低壓變頻器與控制層和執(zhí)行層設(shè)備共同組成自動化控制系統(tǒng)，其未來發(fā)展將受益于制造業(yè)“裝備升級”。
變頻器工業(yè)應用優(yōu)勢明顯十二五明確產(chǎn)業(yè)規(guī)劃
變頻技術(shù)zui先用來對電機進行無級調(diào)速，通過控制半導體器件的通斷改變輸出頻率，以實現(xiàn)對后端拖動交流電機的軟啟動、變頻調(diào)速及提高運轉(zhuǎn)精度，并實現(xiàn)過流、過壓、過載保護。
對比過去的機械調(diào)速方式，變頻調(diào)速的范圍寬，可達到100%~5%;調(diào)控精度高，可達到±0.5%;由于它是無極調(diào)速，可實現(xiàn)電機的軟啟動和整個生產(chǎn)系統(tǒng)的全自動控制，進而減少對電網(wǎng)的沖擊。
有關(guān)專家對比了電氣設(shè)備中幾種主要節(jié)能產(chǎn)品的效果，其中變頻器效率高達30%~60%，使用時只需加裝在電機前端，對原有設(shè)備改動較小。
因此，在“十二五”規(guī)劃提出的制造裝備升級和工業(yè)節(jié)能環(huán)保項目中，確立了未來行業(yè)發(fā)展仍將走“調(diào)速節(jié)能并舉”的路徑。細分到產(chǎn)品，預計低壓變頻器以自動化改造和進口替代為主線，國內(nèi)企業(yè)將重點發(fā)展控制和驅(qū)動技術(shù);高壓變頻器依托國家節(jié)能環(huán)保政策，下游仍以電力、冶金、水泥等的大型工業(yè)設(shè)備改造為主，競爭加劇將刺激高性能產(chǎn)品國產(chǎn)化提速。