一、概述

　　定義：

　　變頻電機(jī)是指變頻器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)的統(tǒng)稱。

二、與普通電機(jī)的區(qū)別

　　1、散熱系統(tǒng)不一樣；

　　2、變頻電機(jī)加強(qiáng)了槽絕緣，一是絕緣材料加強(qiáng)，一是加大槽絕緣的厚度，以提高承受高頻電壓的水平。

　　3、增大了電磁負(fù)荷。普通電機(jī)工作點(diǎn)基本在磁飽和拐點(diǎn)，如果用做變頻，易飽和，產(chǎn)生較高的激磁電流，而變頻電機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)增大了電磁負(fù)荷，使磁路不易飽和。

　　另外就是變頻電機(jī)一般分為恒轉(zhuǎn)矩專用電動(dòng)機(jī)，用于有反饋矢量控制的帶測(cè)速裝置的專用電動(dòng)機(jī)以及中頻電動(dòng)機(jī)等。

三、試驗(yàn)與測(cè)量

　　變頻器輸出為基波頻率變化的PWM波，其測(cè)量方法與傳統(tǒng)的工頻正弦波測(cè)量有較大的區(qū)別。 

　　1、通常我們說的變頻器輸出380V、50Hz，是指其基波（正弦波）為380V、50Hz。變頻器實(shí)際輸出波形為PWM波，除了基波外，還包含載波信號(hào)。載波信號(hào)頻率要比基波高得多，且是方波信號(hào)，包含大量的高次諧波。

　　2、普通萬用表一般只能測(cè)量45~66Hz或45~440Hz的交流正弦波。部分真有效值萬用表的測(cè)量頻率范圍要寬得多，許多人認(rèn)為可以用于變頻測(cè)量、測(cè)試。其實(shí)不然，因?yàn)檫@種表測(cè)量結(jié)果把基波和載波都包含進(jìn)去了。比如上述變頻器，380V輸出時(shí)，測(cè)量結(jié)果一般在400V以上。

　　3、用于變頻測(cè)試的儀表應(yīng)具備在各種PWM波形中分解出其基波的能力，嚴(yán)格測(cè)量需采用數(shù)字信號(hào)處理的方式，也就是高速采樣得到樣本序列，再對(duì)樣本序列進(jìn)行離散傅里葉變換，得到基波有幅值、相位及各次諧波的幅值和相位。

　　4、也有一種思路認(rèn)為校準(zhǔn)平均值（MEAN）可以替代變頻器輸出PWM信號(hào)中的基波成分的有效值。校準(zhǔn)平均值在理論上等于正弦波的真有效值，等于正弦調(diào)制PWM波形的基波有效值，且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單；因此，MEAN值在許多儀器儀表中用于替代正諧波的有效值（RMS）或PWM的基波有效值（H01）的測(cè)量。但是，變頻調(diào)速技術(shù)日新月異，非正弦調(diào)制PWM的應(yīng)用越來越多，而且，一般變頻器使用者通常并不了解自己的變頻器采用何種調(diào)制模式，MEAN值在PWM測(cè)量中局限性越來越大。

　　因此，變頻調(diào)速系統(tǒng)的電參數(shù)測(cè)試應(yīng)采用具備合適帶寬的變頻電量變送器（包括變頻電壓傳感器、變頻電流傳感器和電壓電流組合式的變頻功率傳感器）及寬頻功率分析儀（也稱變頻功率分析儀），寬頻功率分析儀對(duì)信號(hào)進(jìn)行高速交流采樣后進(jìn)行頻譜分析，可以實(shí)時(shí)運(yùn)算電壓、電流的基波有效值及基波功率，還可計(jì)算電壓、電流的真有效值、有功功率及相關(guān)諧波參數(shù)。

圖. 專業(yè)針對(duì)變頻電機(jī)測(cè)試設(shè)計(jì)的WP4000變頻功率分析儀

四、潛力分析

　　眾所周知，電機(jī)和電機(jī)系統(tǒng)是重要的耗能設(shè)備。2010年，中國的電機(jī)系統(tǒng)耗電量約占全社會(huì)耗電總量的60%。作為“十一五”期間中國“十大重點(diǎn)節(jié)能工程”之一，“電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程”在更新改造單機(jī)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)推廣變頻電機(jī)，提高系統(tǒng)運(yùn)行整體能效，在5年間形成了每年360億千瓦時(shí)的節(jié)電能力；“十二五”期間，計(jì)劃在此基礎(chǔ)上，將電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行效率再提高2％~3％，達(dá)到年節(jié)電能力800億千瓦時(shí)，其中300億千瓦時(shí)來自電機(jī)系統(tǒng)的變頻調(diào)速改造。考慮到全國電機(jī)系統(tǒng)每年4000億千瓦時(shí)的節(jié)電潛力，我國電機(jī)系統(tǒng)還有巨大的改造空間，節(jié)能潛力還有待充分挖掘，提高我國電機(jī)系統(tǒng)整體運(yùn)行效率的工作任重道遠(yuǎn)。

　　國家發(fā)改委能源研究所能源效率中心副主任熊華文表示，我國電機(jī)系統(tǒng)變頻調(diào)速改造的節(jié)能潛力目前體現(xiàn)在四個(gè)方面：一是2010年，我國交流電動(dòng)機(jī)產(chǎn)量達(dá)到新的高峰，年均增速達(dá)到15％以上，電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)量不斷加大。二是現(xiàn)有電機(jī)產(chǎn)量中處于較低能效水平等級(jí)的仍占較大比重，發(fā)展空間無限。三是基于對(duì)電機(jī)系統(tǒng)耗電狀況的分析。四是變頻器市場(chǎng)以年均20％的速度高速增長(zhǎng)。

　　今后幾年，變頻電機(jī)前景會(huì)比現(xiàn)在更加廣闊，源于“十二五”期間變頻調(diào)速節(jié)能改造的目標(biāo)——形成年節(jié)電300億千瓦時(shí)的能力；很多非工業(yè)行業(yè)變頻技術(shù)應(yīng)用才剛剛起步，潛力巨大，值得重視；變頻調(diào)速技術(shù)與運(yùn)用高效電機(jī)相比，節(jié)能效果更明顯。

---