變頻技術(shù)是應(yīng)交流電機無級調(diào)速的需要而誕生的。20世紀(jì)50年代末，美國通用電氣公司推出了電力半導(dǎo)體組件晶閘管（可控硅SCR），給變頻技術(shù)提供了劃時代意義的基礎(chǔ)硬件。進入70年代，由于直流電機的調(diào)速局限性，交流電機越來越受到人們的青睞。隨著市場需求的增長，技術(shù)也日益發(fā)展和完善。1971年，美國、德國提出了矢量控制技術(shù)，使得變頻器的交流調(diào)速性能可以和直流調(diào)速相媲美。1973年，美國提出了電力電子技術(shù)這一新的技術(shù)學(xué)科，其最大應(yīng)用領(lǐng)域就是調(diào)速傳動。1979年，日本采用矢量控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)開始實用化，技術(shù)又上了一個新臺階。到了20世紀(jì)80年代，由于電力半導(dǎo)體開關(guān)器件和微電子技術(shù)的進步，變頻器性能及可靠性提高，生產(chǎn)成本下降，其應(yīng)用開始普及。

    幾十年間，電力電子器件也從最初的SCR(晶閘管)、GTO(門極可關(guān)斷晶閘管)，經(jīng)過BJT(雙極型功率晶體管)、MOSFET(金屬氧化物場效應(yīng)管)、SIT(靜電感應(yīng)晶體管)、SITH(靜電感應(yīng)晶閘管)、MGT(MOS控制晶體管)、MCT(MOS控制晶閘管)，發(fā)展到今天的IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)、HVIGBT(耐高壓絕緣柵雙極型晶閘管)，器件的更新促使變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域更為廣泛，市場規(guī)模隨之迅速擴大。

    步入20世紀(jì)80年代，全球變頻器技術(shù)變革速度加快，走向成熟的變頻產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用在國民經(jīng)濟的各個行業(yè)領(lǐng)域。隨著中國變成世界工廠，制造業(yè)的快速發(fā)展為變頻器產(chǎn)品提供了越來越大的市場空間，然而時至今日，國內(nèi)變頻器市場還可以說是外國人的天下，日系和歐美瓜分了80%的市場份額，但近年來臺灣變頻品牌也有一些強勢表現(xiàn)，國產(chǎn)品牌總體仍處于弱勢。

    國產(chǎn)變頻曾經(jīng)落后國外“10_15年”，近幾年的奮起直追下，不僅在技術(shù)上有了很大突破，多家國產(chǎn)變頻的發(fā)展也同國際接軌，具備了相當(dāng)?shù)钠髽I(yè)競爭力。英威騰,易能,安邦信,智光電氣等國產(chǎn)變頻廠家，憑借價格優(yōu)勢，開始占據(jù)越來越多的市場份額，但不可否認(rèn)真正決定國產(chǎn)變頻是否具有競爭力的核心因素還是技術(shù)水平。

    本評測選取了國內(nèi)（包括臺灣）具有代表性的變頻品牌產(chǎn)品與國外產(chǎn)品，在可靠性（穩(wěn)定性）、精度、速度、參數(shù)上進行比較。

    品種和規(guī)格

    品種和規(guī)格往往反應(yīng)了一個企業(yè)所具有的技術(shù)實力的高低。縱觀目前市場中的主流變頻，歐美品牌通過模塊化設(shè)計，可以做到很寬的功率段.而我國變頻器配套產(chǎn)業(yè)的實力相對較弱，國產(chǎn)品牌無論在技術(shù)、加工制造、工業(yè)設(shè)計等方面還是在資金實力方面，都與國外品牌存在一定差距。目前，外資品牌在國內(nèi)變頻器市場的占有率約為80％。本土變頻器企業(yè)主要生產(chǎn)V/F控制產(chǎn)品。對于性能優(yōu)越、技術(shù)含量高的矢量變頻器等產(chǎn)品，國內(nèi)絕大多數(shù)企業(yè)還沒有開發(fā)出成熟的產(chǎn)品。雖然個別表現(xiàn)突出的內(nèi)資品牌如深圳英威騰、成都希望森蘭等，已有同類檔次較高的變頻器產(chǎn)品問世，但與國際巨頭相比，其產(chǎn)品的種類、規(guī)格還有待進一步充實和豐富。

    外資品牌和本土品牌

    中國市場的吸引力也導(dǎo)致臺資、外資的介入，例如西門子、三菱、ABB、臺灣普傳等。到目前為止，活躍在中國市場的外資品牌約為40余個。同時涌現(xiàn)出近百家的內(nèi)資品牌，這些變頻器的生產(chǎn)廠商主要集中在沿海開放省市如廣東、山東、江蘇等地。目前內(nèi)資品牌中市場份額最大的如深圳英威騰、成都希望森蘭、煙臺惠豐等企業(yè)06年的銷售額都突破1億元。深圳英威騰、成都希望森蘭都推出了矢量產(chǎn)品，其中深圳英威騰不但低壓矢量產(chǎn)品的功率規(guī)格已經(jīng)比較豐富，還擁有成熟的中壓矢量產(chǎn)品，其綜合產(chǎn)品線齊全程度逐步接近國際頂級品牌,滿足今后各領(lǐng)域的發(fā)展需要。   

（注：此圖為埃斯頓伺服全系列產(chǎn)品圖） 

    高可靠性（穩(wěn)定性）

    變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。通常情況下采用變頻器運轉(zhuǎn)，隨著電機的加速相應(yīng)提高頻率和電壓，起動電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機種不同，為125%~200%)。用工頻電源直接起動時，起動電流為6~7倍，因此，將產(chǎn)生機械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長)。起動電流為額定電流的1.2~1.5倍，起動轉(zhuǎn)矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩；對于帶有轉(zhuǎn)矩自動增強功能的變頻器，起動轉(zhuǎn)矩為100%以上，可以帶全負(fù)載起動。

    通用變頻器的主電路一般都是電壓型交-直-交如圖1所示。逆變元件現(xiàn)在一般都用IGBT、IPM，GTR已是淘汰產(chǎn)品。成都佳靈電氣制造公司的JP6C-T9型容量從0.75~75kW逆變元件為IPM，75~280kW逆變元件為IGBT。這兩種元件是世界上生產(chǎn)變頻器最先進的元件，與傳統(tǒng)的雙極性GTR相比，其特點是IGBT具有MOSFET高輸入阻抗、高速特性同時也具有GTR大電流密度的特點；IGBT為電壓驅(qū)動，而GTR為電流驅(qū)動。IGBT驅(qū)動電流在100nA量級可控制幾十安培電流輸出，直流電源增益達(dá)108~109，幾乎不消耗功率，驅(qū)動電路簡單、效率高，因此功耗很小，變頻器散熱片面積比GTR小1/3，變頻器外形尺寸小；IGBT的開關(guān)速度比GTR快，開關(guān)時間為10~100ns量級，GTR則以µs計，以至達(dá)到幾十微妙，因此IGBT有較高的工作頻率，用IGBT生產(chǎn)出來的變頻器人們聽到的噪聲幾乎沒有，與GTR相比降低了20dB，可與電動機直接用工頻電源驅(qū)動噪聲相比，如圖2所示。由于工作頻率高，輸出電流波形為一條圓滑的正弦波形；IGBT有正的電阻高溫系數(shù)，具有良好的熱穩(wěn)定性，對過電流有自限流作用，多只同樣管子的并聯(lián)有自均流作用，這些都是GTR難以辦到的；安全工作區(qū)大，具有高度線性化的跨導(dǎo)。為此在變頻器逆變元件用IGBT逐步代替GTR是必然的趨勢，JP6C-T9型用這樣的逆變元件制造大容量的變頻器可以說是世界上第一流的。IPM是智能化的IGBT，把IGBT功率元件的電路與驅(qū)動電路和保護電路集成在一個芯片上的模塊，過去成千個元件組成的各種電路而現(xiàn)在是一個芯片，可靠性就大為增加，其失效率把幾千個元件失效率變?yōu)?個，把可靠性提高到原分立元件的幾千倍，同時減少了大量焊點，系統(tǒng)的可靠性就更高了。

    智能化與網(wǎng)絡(luò)化

    在網(wǎng)絡(luò)化日益普及的今天，與普通的點對點硬線連接方式而言，通過高速通訊網(wǎng)絡(luò)連接的變頻器系統(tǒng)可以最大程度上降低系統(tǒng)維護時間、提高生產(chǎn)效率、減少運行成本。另外，通過現(xiàn)場總線模塊，不同型號的變頻器以同一種編程語言和通訊協(xié)議來與不同功率段、不同型號的變頻器進行組態(tài)，如功率、速度、轉(zhuǎn)矩、電流、設(shè)定值等。

    隨著國內(nèi)對大規(guī)模變頻裝置的需求上升，高檔變頻產(chǎn)品的開發(fā)成功，變頻器智能化的開發(fā)已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。我們的變頻基本性能還沒有達(dá)到相應(yīng)的水準(zhǔn)，市場還沒有發(fā)育到這個程度。可喜的是，我們已經(jīng)看到國內(nèi)一些變頻企業(yè)進行了有益的研發(fā)實踐，一方面消化國外的先進技術(shù)，一方面嘗試推出自己的變頻標(biāo)準(zhǔn)。

    ZINVERT高壓變頻器將多個功率單元的輸出電壓串聯(lián)疊加直接形成高壓輸出，此方法類似于干電池疊加，通過若干個功率單元的疊加可產(chǎn)生所需要的相電壓數(shù)值。每個功率單元輸出1/n的額定電壓、1/3n的額定功率，單元的功率模塊只承受1/n的額定相電壓，因此可選擇低壓功率模塊，單元電勢差由變壓器線圈來承受。

    該變頻器通過“功率裂變”與高壓“再生”技術(shù)，直接帶動高壓電機，因此輸出諧波小、對電網(wǎng)污染小。每個功率單元輸出三電平，通過移相疊加輸出電壓近似正弦波，不存在諧波引起的電動機附加發(fā)熱和轉(zhuǎn)矩脈動等特點，不必加裝輸出濾波器就可以用于普通異步電動機。并且電壓的跳變僅為單個功率單元直流電壓值，因此dv/dt小，對電機無傷害，可直接適應(yīng)于普通異步電動機的節(jié)能改造。