变频技术的诞生背景是交流电动机无级调速的广泛需求。1968年，以丹佛斯为代表的高技术企业开始批量化生产变频器，开启了变频器工业化的新时代。20世纪80年代中后期，美、日、德、英等发达国家的 VVVF变频器技术实用化，商品投入市场，得到了广泛应用。近二十年，国产变频器逐步崛起，现已逐渐抢占高端市场。

交流电动机使用的是交流电源。对于交流电源，其电压和频率均按各国的规定有一定的标准。对于具有标准的电压和频率的交流供电电源称之为工频交流电。例如我国所使用的单相工频交流电压为220 V，三相工频交流电压为380 V，频率均为50Hz。

通常，把电压和频率固定不变的工频交流电源变换为电压或频率可变的交流电的装置称之为“变频器”。在实际应用中，变频器主要用于三相交流异步电动机的调速，又称变频调速器。

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在使用变频器对交流异步电动机进行调速时，先将50Hz工频交流电源接入变频器，由变频器改变电源频率，输出0～50Hz可调频率的工作电源给交流异步电动机，从而改变交流异步电动机的转动速度。

变频器的品牌众多，在****占有率比较高的国外品牌主要有SIEMENS（西门子）、ABB、Yaskawa（安川）、Mitsubishi Electric（三菱电机）、Schneider Electric（施耐德电气）、Emerson（艾默生）、Fuji Electric（富士电机），另外还有中国的台达（DELTA）、汇川、英威腾、安邦信和欧瑞等。变频器实物外观。

随着微电子技术、电力电子技术及变频技术的不断发展，变频器逐渐向着主控一体、专业系统、小型集成及低磁除噪的方向发展。变频器控制精度及动态特性将逐渐趋于完善，有助于实现节省时间、节约成本的目的。

在现今互联网和智能化时代，变频技术将与智能技术和网络技术相结合，为用户提供更为高效、节能、舒适和安全的全新体

作为交流异步电动机的调速设备，变频器的技术参数与交流异步电动机紧密联系。熟练掌握交流异步电动机的基本知识，是灵活应用变频器实现工程项目需求的前提条件。

2.1 交流异步电动机的结构

电动机是指利用电源产生机械动力的旋转机器。电动机种类较多，根据所使用的电源种类不同，分为直流电动机和交流电动机。

常用的交流电动机包括异步电动机（也称感应电动机）和同步电动机两类，而异步电动机按照绕组的相数分为单相异步电动机和三相异步电动机两类。

一般来说，作为机械和装置的动力源，多数采用三相交流异步电动机，

a）外观 b）内部结构

三相交流异步电动机主要包括定子（固定部分）和转子（旋转部分）两个基本部分。其中定子主要包括定子铁心和定子绕组（也称定子卷线或定子线圈），定子绕组分为三组，也称三相定子绕组；转子主要包括转子铁心和转子绕组，转子铁心装在转轴上。

1.2 变频器的基本结构

根据变频器的变换环节，变频器分为交-交变频器和交-直-交变频器。交-交变频器是把频率固定的交流电变换成频率连续可调的交流电，而交-直-交变频器是先把频率固定的交流电整流成直流电，再把直流电逆变成频率连续可调的交流电。由于把直流电逆变成交1流电的环节较易控制，因此在频率的调节范围和改善频率后电动机的特性等方面，交-直-交变频器比交-交变频器具有更大的优势。

以交-直-交变频器为例，变频器的基本结构主要由整流电路、滤波电路和逆变电路等组成的主电路，以及控制电路等组成。

通常，整流电路是由功率二极管VD组成的三相桥式整流电路构成，实现将外部交流电源输入的工频交流电转变成脉动直流电。

滤波电路一般由电容C和电阻R组成，其作用是将整流电路输出的脉动直流电变为较为平整的直流电。

交流异步电动机的工作原理

三相交流异步电动机的工作原理是基于定子旋转磁场和转子电流的相互作用。6

将三相交流异步电动机的三相定子绕组AX、BY和CZ通过接线盒与三相交流电源相连，每一组绕组都由三相交流电源中的一相供电，三相定子绕组AX、BY和CZ的供电电流分别用iA、iB和iC表示，每相电流的相位角相差120°。

相应地，定子绕组接通三相交流电源后，在定子绕组周围会产生旋转的磁场。应用右手螺旋定则（安培定则），图2-3表示出了相位角在0°、120°和240°三种情况下的旋转磁场的方向。该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流。带感应电流的转子绕组在定子绕组旋转磁场的作用下产生电磁力，从而在电动机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，电动机旋转方向与旋转磁场方向相同。

西门子 G120变频器采用模块化设计，配置灵活，****，适用于泵送、通风、压缩及移动等过程加工，在通用机械制造以及汽车、纺织和包装行业得到广泛应用。

3.1 西门子变频器产品

根据使用范围和工艺需求的不同，西门子变频器分为低压变频器、高压变频器和直流变频器。

低压变频器主要包括SINAMICS V高品质变频器系列、SINAMICS G高性能单机驱动变频器系列及SINAMICS S高性能单/多机驱动变频器系列，另外还有MICROMASTER通用型变频器、SIMOVERT MASTERDRIVE工程型变频器及用于 SIMATIC ET200 IO 站的变频器，以及SIMODRIVE变频器系统、Loher DYNAVERT专用型驱动系统及SINAMICS大功率光伏电站专用逆变单元等。

高压变频器包括适用于电压等级为2.3～11 kV的各种不同SINAMICS系列变频器，例如SINAMICS系列的GH180、GM150、SM150、GL150和SL150等。

直流变频器包括SINAMICS DCM、SIMOREG DC-MASTER和SIMOREG CM等，应用于直流电压场合