輸出頻率與輸出電壓之間對(duì)應(yīng)關(guān)系：輸出頻率與輸出電壓為正比。舉例：當(dāng)輸出頻率由50Hz調(diào)整為30Hz時(shí)，實(shí)測(cè)的輸出電壓為232V。此時(shí)，輸出頻率為額定頻率的60%，輸出電壓同樣為輸入電壓的60%。
變頻器輸出頻率與輸入功率之間對(duì)應(yīng)關(guān)系：變頻器輸出頻率與輸入功率的立方成正比。舉例：當(dāng)輸出頻率由50Hz調(diào)整為30Hz時(shí)，輸入功率由額定值減少為P輸入=設(shè)：電動(dòng)機(jī)額定功率=100KW則輸入功率==21.6KW。
變頻器輸出頻率與輸入電流之間對(duì)應(yīng)關(guān)系：變頻器輸出頻率與輸入電流的立方成正比。舉例：當(dāng)輸出頻率由50Hz調(diào)整為30Hz時(shí)，輸入電流由額定值減少為P輸入=電動(dòng)機(jī)額定電流=200A則輸入功率==43.2A。
一、變頻器的載波頻率
變頻器的載波頻率是一個(gè)非常重要的功能參數(shù)，它可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。變頻器通過(guò)對(duì)載波頻率脈沖占空比的調(diào)整實(shí)現(xiàn)調(diào)頻調(diào)壓。任何一臺(tái)變頻器都有這個(gè)參數(shù)。各種變頻器的載波頻率設(shè)置范圍不盡相同
正確設(shè)置變頻器的載波頻率，可以降低電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行噪聲，避開系統(tǒng)的機(jī)械共振，減小輸出電路配線對(duì)地漏電流，從而減小變頻器發(fā)生的干擾。變頻器逆變部分的IGBT開關(guān)管在由導(dǎo)通到截止以及由截止到導(dǎo)通的過(guò)程中有開關(guān)損耗，所以載波頻率設(shè)置的越高，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的損耗將越大，導(dǎo)致變頻器的運(yùn)行損耗增加，發(fā)熱量增加，這也是設(shè)置變頻器載波頻率需要考慮的因素之一。
變頻器載波頻率參數(shù)設(shè)置對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的影響可參見表2。
表2變頻器載波頻率設(shè)置高低對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效果的影響
二、變頻器的內(nèi)部主電路
變頻器的內(nèi)部主電路如圖1所示。
圖1電路中，交流電源從變頻器的R、S、T端輸入，經(jīng)二極管D1～D6的三相橋式整流，給為提高耐壓而相互串聯(lián)電容器C1、C2充電，在電容器兩端得到P端為正、N端為負(fù)的直流電壓UD，圖1右邊的6只IGBT管V1～V6是變頻器的逆變電路，可將直流電壓UD逆變成頻率與電壓均可調(diào)的交流電壓從U、V、W端輸出，用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
圖1中電阻R用于通電瞬間限制充電涌流；接觸器KM的觸點(diǎn)稍后延時(shí)閉合將電阻R短路；電阻R1和R2是充電電容器的分壓電阻。
三、逆變電路如何將直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓
變頻器送給電動(dòng)機(jī)的應(yīng)該是三相交流電，對(duì)于負(fù)載來(lái)說(shuō)，負(fù)載兩端的電壓和流過(guò)負(fù)載的電流如果是不斷變換極性或流動(dòng)方向時(shí)，這個(gè)電壓和電流就是交流電壓或電流。
1.單相逆變電路
單相逆變電路的工作情況可參見圖2，逆變電路的工作情況如下：
（1）前半周期令開關(guān)V1、V2導(dǎo)通，V3、V4截止，則負(fù)載RL中的電流從a流向b，RL兩端的電壓是a（+）、b（—）。
圖2中的V1～V4是IGBT管，在逆變橋中，它們起的就是電子開關(guān)的作用。
（2）后半周期令開關(guān)V1、V2截止，V3、V4導(dǎo)通，則負(fù)載RL中的電流從b流向a，RL兩端的電壓是a（—）、b（+）。
上述兩種狀態(tài)如能不斷反復(fù)地進(jìn)行，則在負(fù)載RL上所得到的就是交變電壓了。這就是由直流電轉(zhuǎn)換為交流電的逆變過(guò)程。
2.三相逆變電路
三相逆變橋電路結(jié)構(gòu)如圖3所示。其中（a)圖是三相逆變橋的電路結(jié)構(gòu)，(b)圖是三相逆變橋輸出電壓的波形。其工作過(guò)程與單相逆變橋類似，只要使三個(gè)橋臂交替工作時(shí)，互差三分之一周期（T/3，即120°電角度)，從而使三相輸出電壓的相位之間互差120°電角度即可。
四、變頻器對(duì)輸出電壓的調(diào)整
三相交流電源經(jīng)變頻器輸入端的整流橋整流、電容器濾波，變換成P端為正、N端為負(fù)的直流電壓UD（見圖1），之后經(jīng)過(guò)逆變電路中的IGBT開關(guān)管的斬波作用，向電動(dòng)機(jī)提供的是矩形波脈沖串。盡管不是理想的正弦波，但這些脈沖串的頻率很高，其頻率等于載波頻率。在電動(dòng)機(jī)感性繞組的作用下，流過(guò)電動(dòng)機(jī)繞組的電流已經(jīng)非常接近正弦波了。
如果載波頻率設(shè)置為5kHz，則載波頻率對(duì)應(yīng)的周期為200μs=0.2ms。這時(shí)變頻器運(yùn)行在25Hz的話，其對(duì)應(yīng)的周期為40ms，這樣，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行1Hz對(duì)應(yīng)周期的時(shí)間段內(nèi)就包含有40ms/0.2ms=200個(gè)載波頻率周期。由于40ms中有正半周和負(fù)半周，所以，每半個(gè)周期各含有100個(gè)載波頻率周期。由此可見，足夠高的載波頻率完全可以將變頻器輸出的波形調(diào)整得非常接近正弦波。
如前所述，通過(guò)適當(dāng)安排IGBT管的導(dǎo)通與截止順序，我們可以得到交流電，如圖4所示。圖4中正半周和負(fù)半周波形圖中各畫出了16個(gè)脈沖的圖形，這只是為了說(shuō)明變頻器調(diào)整輸出電壓的原理，實(shí)際上，每半個(gè)周期中包含的脈沖數(shù)量要多得多。
圖4中帶有陰影部分的矩形波是IGBT管導(dǎo)通、變頻器向電動(dòng)機(jī)提供電流的波形，可以發(fā)現(xiàn)，1.陰影部分脈沖的寬度各不相同，但它們的周期是相同的。2.在接近正半周最大值的位置，矩形波脈沖的寬度最大，即占空比最大；而在正半周從零向最大值變化，以及從最大值逐漸變化為零的過(guò)程中，脈沖的占空比先是由小變大，然后由大變小。在脈沖占空比小時(shí)，平均電壓低；脈沖占空比大時(shí)，平均電壓大。變頻器正是通過(guò)調(diào)整脈沖的占空比來(lái)調(diào)整其輸出電壓的。
五、變頻器對(duì)輸出頻率的調(diào)整
變頻器對(duì)輸出頻率的調(diào)整示意圖見圖5。
對(duì)比圖5(a)和圖5(b)，可以發(fā)現(xiàn)它們有如下異同。
相同之處：一是都使用調(diào)整脈沖占空比的方法獲得正弦交流電的波形；二是脈沖的幅度相等，都是變頻器整流濾波后的直流電壓UD；三是脈沖的周期相等，這個(gè)周期對(duì)應(yīng)的頻率就是載波頻率。
不同之處，一是每半個(gè)周期（正半周或負(fù)半周）包含的脈沖個(gè)數(shù)不同；二是(b)圖中脈沖占空比的變化速率較快。
由于脈沖周期相同，所以包含脈沖個(gè)數(shù)多的半個(gè)周期（例如圖5(a)）持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，正半周和負(fù)半周合成的一個(gè)完整周期時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的頻率較低。而這個(gè)較低的頻率就是變頻器輸送給電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)頻率。
包含脈沖個(gè)數(shù)少的半個(gè)周期（例如圖5(b)）持續(xù)時(shí)間較短，正半周和負(fù)半周合成的一個(gè)完整周期時(shí)間較短，對(duì)應(yīng)的頻率較高。而這個(gè)較高的頻率也是變頻器輸送給電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)頻率。
變頻器正是通過(guò)調(diào)整載波頻率脈沖的占空比，以及調(diào)整脈沖占空比變化的速率來(lái)調(diào)整輸出電壓和輸出頻率的。
