电机变频器的工作原理是通过改变输入电机的电源频率来控制电机转速和转矩的电力转换装置。其核心分为三个关键步骤：

1. 整流（AC→DC）

• 输入工频交流电（如50Hz/60Hz）通过整流桥（二极管或IGBT）转换为脉动直流电。
• 滤波电容平滑直流电压，形成稳定的直流母线电压（如380V交流→约540V直流）。

2. 直流中间电路（滤波与储能）

• 电容组存储能量，抑制电压波动，为逆变环节提供稳定直流电源。
• 制动单元（选配）可在电机减速时吸收多余能量，防止过电压。

3. 逆变（DC→可变AC）

• 核心控制环节：通过IGBT（绝缘栅双极型晶体管）组成的逆变桥，将直流电"切割"为频率、电压可调的交流电。
• PWM技术（脉宽调制）：
  • 控制器生成高频载波信号（如2kHz~20kHz），通过调节脉冲宽度等效合成正弦波。
  • 例如：需要30Hz输出时，变频器生成等效30Hz的正弦波形，同时按比例降低电压（维持V/F恒定）。

4. 控制逻辑（关键策略）

• V/F控制（压频比恒定）：
  • 电压/频率按比例调节（如380V/50Hz → 190V/25Hz），保持电机磁通恒定，避免铁芯饱和。
  • 作用：实现电机无级调速，适应风机、水泵等变负载场景。
• 矢量控制（高性能应用）：
  • 分解电机电流为转矩分量和励磁分量，独立控制以实现快速转矩响应（如机床、电梯）。

为什么能节能？

• 风机/泵类负载：功率与转速立方成正比（P ∝ n³），转速降至80%时，功耗降至约50%。
• 避免工频直接启动的大电流冲击，降低机械损耗。

工作流程示例

假设电机需从50Hz降至30Hz运行：

1. 工频交流电（50Hz）→ 整流为540V直流电。
2. IGBT以PWM调制生成等效30Hz交流电，电压降至228V（V/F=380V/50Hz=7.6 → 30Hz×7.6=228V）。
3. 电机获得低频低压电源，转速同步下降，实现平滑调速。

总结：变频器本质是“交流→直流→可变交流”的能量转换系统，核心是通过半导体器件（IGBT）和PWM技术精准调控电源频率与电压，从而控制电机运行状态，兼顾效率与性能。