变频器是一种通过改变交流电马达工作电压、频率来达到调速的电力器具。可以让电机在不同的负载下工作,具有很好的节能效果。变频器的输出频率和电压可以通过操作控制器来调整,可在0~100%范围内调节,因此也被称为“智能调速器”。
变频器在低频时电压低,是因为在低频情况下,马达需要更高的电流才能达到额定的输出功率。而变频器在设计时为了实现节能调速,输出电压对应的输出电流会被电路控制在恒定范围内。因此在低频情况下,需要更多的电流,但是输出电流被限制,所以输出电压就相应变低。
变频器输出电路的主要元件有IGBT(晶体管),二极管和电容。在工作过程中,IGBT是主要开关元件,负责控制电路的通断和调整功率输出。由于低频时电流较大,如果IGBT通断速度不够快,就会产生较大的损耗和热量,因此为了保证运行稳定,输出电压需要被降低。
此外,变频器输出电路中的电容也会对输出电压产生影响。当频率较高时,电容可以基本上被视为短路;而当频率降低时,电容等效阻值会增加,会导致电流减小而电压降低,因此输出电压也会下降。
除了电路特性外,电机本身的特性也会导致变频器在低频时输出电压降低。在低频时,电机的反电动力(电机内部电场的反作用力)会变大,同时电机的电感会增大,阻抗也随之增加。这样就需要更高的电压才能提高电机输出功率,因此输出电压也会随之下降。