变频器是利用电力半导体器件通断作用将工频电源变换为另一频率电能控制装置。我们现使用变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制交流电源以供给电动机。变频器电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
变频器选型：
变频器选型时要确定以下几点：
1) 采用变频目；恒压控制或恒流控制等。
2) 变频器负载类型；如叶片泵或容积泵等，特别注意负载性能曲线，性能曲线决定了应用时方式方法。
3) 变频器与负载匹配问题；
I.电压匹配；变频器额定电压与负载额定电压相符。
II. 电流匹配；普通离心泵，变频器额定电流与电机额定电流相符。特殊负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。
III.转矩匹配；这种情况恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。
4) 使用变频器驱动高速电机时，高速电机电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。用于高速电机变频器选型，其容量要稍大于普通电机选型。
5) 变频器要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对耦合电容影响，避免变频器出力不足，这样情况下，变频器容量要放大一档变频器输出端安装输出电抗器。
6) 一些特殊应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器降容，变频器容量要放大一挡。
变频器控制原理图设计：
1) 首先确认变频器安装环境；
I.工作温度。变频器内部是大功率电子元件，极易受到工作温度影响，产品一般要求为0～55℃，但保证工作安全、可靠，使用时应考虑留有余，最好控制40℃以下。控制箱中，变频器一般应安装箱体上部，并严格遵守产品说明书中安装要求，绝对不允许把发热元件或易发热元件紧靠变频器底部安装。
II. 环境温度。温度太高且温度变化较大时，变频器内部易出现结露现象，其绝缘性能就会大大降低，可能引发短路事故。必要时，必须箱中增加干燥剂和加热器。水处理间，一般水汽都比较重，温度变化大话，这个问题会比较突出。
III.腐蚀性气体。使用环境腐蚀性气体浓度大，会腐蚀元器件引线、印刷电路板等，还会加速塑料器件老化，降低绝缘性能。
IV. 振动和冲击。装有变频器控制柜受到机械振动和冲击时，会引起电气接触不良。淮安热电就出现这样问题。这时提高控制柜机械强度、远离振动源和冲击源外，还应使用抗震橡皮垫固定控制柜外和内电磁开关之类产生振动元器件。设备运行一段时间后，应对其进行检查和维护。
V. 电磁波干扰。变频器工作中整流和变频，周围产生了很多干扰电磁波，这些高频电磁波对附近仪表、仪器有一定干扰。，柜内仪表和电子系统，应该选用金属外壳，屏蔽变频器对仪表干扰。所有元器件均应可靠接，除此之外，各电气元件、仪器及仪表之间连线应选用屏蔽控制电缆，且屏蔽层应接。处理不好电磁干扰，往往会使整个系统无法工作，导致控制单元失灵或损坏。
2) 变频器和电机距离确定电缆和布线方法；
I.变频器和电机距离应该尽量短。这样减小了电缆对电容，减少干扰发射源。
II. 控制电缆选用屏蔽电缆，动力电缆选用屏蔽电缆从变频器到电机全部用穿线管屏蔽。
III.电机电缆应独立于其它电缆走线，其最小距离为５００ｍｍ。同时应避免电机电缆它电缆长距离平行走线，这样才能减少变频器输出电压快速变化而产生电磁干扰。控制电缆和电源电缆交叉，应尽可能使它们按９０度角交叉。与变频器有关模拟量信号线与主回路线分开走线，控制柜中也要如此。
IV. 与变频器有关模拟信号线最好选用屏蔽双绞线，动力电缆选用屏蔽三芯电缆（其规格要比普通电机电缆大档）或遵从变频器用户手册。
3) 变频器控制原理图；
I.主回路：电抗器作用是防止变频器产生高次谐波电源输入回路返回到电网影响其他受电设备，需要变频器容量大小来决定是否需要加电抗器；滤波器是安装变频器输出端，减少变频器输出高次谐波，当变频器到电机距离较远时，应该安装滤波器。变频器本身有各种保护功能，但缺相保护却并不完美，断路器主回路中起到过载，缺相等保护，选型时可变频器容量进行选择。可以用变频器本身过载保护代替热继电器。
II. 控制回路：具有工频变频手动切换，变频出现故障时可以手动切工频运行，因输出端不能加电压，固工频和变频要有互锁。
4) 变频器接；
变频器正确接是提高系统稳定性，抑制噪声能力重要手段。变频器接端子接电阻越小越好，接导线截面不小于4mm，长度不超过5m。变频器接应和动力设备接点分开，不能共。信号线屏蔽层一端接到变频器接端，另一端浮空。变频器与控制柜之间电气相通。
变频器控制柜设计：
变频器应该安装控制柜内部，控制柜设计时要注意以下问题
1) 散热问题：变频器发热是由内部损耗产生。变频器中各部分损耗中主要以主电路为主，约占98%，控制电路占2%。保证变频器正常可靠运行，必须对变频器进行散热我们通常采用风扇散热；变频器内装风扇可将变频器箱体内部散热带走，若风扇不能正常工作，应立即停止变频器运行；大功率变频器还需要控制柜上加风扇，控制柜风道要设计合理，所有进风口要设置防尘网，排风通畅，避免柜中形成涡流，固定位置形成灰尘堆积；变频器说明书通风量来选择匹配风扇，风扇安装要注意防震问题。
2) 电磁干扰问题：
I.变频器工作中整流和变频，周围产生了很多干扰电磁波，这些高频电磁波对附近仪表、仪器有一定干扰，会产生高次谐波，这种高次谐波会供电回路进入整个供电网络，影响其他仪表。变频器功率很大占整个系统25%以上，需要考虑控制电源抗干扰措施。
II.当系统中有高频冲击负载如电焊机、电镀电源时，变频器本身会干扰而出现保护，则考虑整个系统电源质量问题。
3) 防护问题需要注意以下几点：
I.防水防结露：变频器放现场，需要注意变频器柜上方不有管道法兰或其他漏点，变频器附近不能有喷溅水流，总之现场柜体防护等级要IP43以上。
II. 防尘：所有进风口要设置防尘网阻隔絮状杂物进入，防尘网应该设计为可拆卸式，以方便清理，维护。防尘网网格现场具体情况确定，防尘网四周与控制柜结合处要处理严密。
III.防腐蚀性气体：化工行业这种情况比较多见，此时可以将变频柜放控制室中。
变频器接线规范：
信号线与动力线必须分开走线：使用模拟量信号进行远程控制变频器时，减少模拟量受来自变频器和其它设备干扰，请将控制变频器信号线与强电回路（主回路及顺控回路）分开走线。距离应30cm以上。控制柜内，同样要保持这样接线规范。该信号与变频器之间控制回路线最长不超过50m。
信号线与动力线必须分别放置不同金属管道金属软管内部：连接PLC和变频器信号线不放置金属管道内，极易受到变频器和外部设备干扰；同时变频器无内置电抗器，变频器输入和输出级动力线对外部会产生极强干扰，放置信号线金属管或金属软管一直要延伸到变频器控制端子处，以保证信号线与动力线彻底分开。
1) 模拟量控制信号线应使用双股绞合屏蔽线，电线规格为0.75mm2。接线时一定要注意，电缆剥线要尽可能短（5-7mm左右），同时对剥线以后屏蔽层要用绝缘胶布包起来，止屏蔽线它设备接触引入干扰。
2) 提高接线简易性和可靠性，推荐信号线上使用压线棒端子。
变频器运行和相关参数设置：
变频器设定参数多，每个参数均有一定选择范围，使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作现象。
控制方式：即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要控制精度，需要进行静态或动态辨识。
最低运行频率：即电机运行最小转速，电机低转速下运行时，其散热性能很差，电机长时间运行低转速下，会导致电机烧毁。低速时，其电缆中电流也会增大，也会导致电缆发热。
最高运行频率：一般变频器最大频率到60Hz，有到400 Hz，高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间超额定转速运行，电机转子是否能承受这样离心力。
载波频率：载波频率设置越高其高次谐波分量越大，这和电缆长度，电机发热，电缆发热变频器发热等因素是密切相关。
电机参数：变频器参数中设定电机功率、电流、电压、转速、最大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接到。
跳频：某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别整个装置比较高时；控制压缩机时，要避免压缩机喘振点。
常见故障分析：
1) 过流故障：过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是变频器加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均，输出短路等原因引起。这时一般可延长加减速时间、减少负荷突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。断开负载变频器过流故障，说明变频器逆变电路已环，需要更换变频器。
2) 过载故障：过载故障包括变频过载和电机过载。其可能是加速时间太短，电网电压太低、负载过重等原因引起。一般可延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重，所选电机和变频器不能拖动该负载，也可能是机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率电机和变频器；如后者则要对生产机械进行检修。
3) 欠压：说明变频器电源输入部分有问题，需检查后才可以运行。
