因此，我们来看一下变频器的组件，看看它们是如何实际一起工作的，以改变频率和电机转速。

变频器元件

整流器

由于在沟通模式下很难改变沟通正弦波的频率，变频器的第一个工作是将波形转换为直流。为了让它看起来像AC，操作直流相对容易。所有变频器的第一个组成部分是被称为整流器或转换器的设备，如下图所示。

变频整流器

整流器回路将交流电转换为直流电，其工作方式与电池充电器或电弧焊机的方式大致相同。使用二极管桥，限制交流正弦波只向一个方向移动。其结果是完全整流的交流波形被直流电路解释为本地直流波形。三相变频器接受三个独立的交流输入相并将其转换为单个直流输出。

大多数三相变频器也可以接受单相（230V或460V）电源，但由于只有两个输入支路，所以变频器输出（HP）必须降额，因为所产生的直流电流成比例地降低。另一方面，真正的单相变频器(控制单相电机的单相变频器)利用单相输入，产生与输入成比例的直流输出。

当涉及到变速运行时，三相电机比单相计数器构件普遍应用的缘故有二种。首先，它们有更广泛的功率范围。另一方面，单相电机通常需要一些外部干预来开始旋转。

直流母线

直流母线(图中所示)的第二部分在所有变频器中都看不到。因为不直接影响变频运行。但它始终存在于高品质的通用变频器中。直流总线用电容器和电感过滤转换后的直流电中的交流波纹电压，进入变频器部分。它还包括阻止谐波失真的滤波器，可以反馈给变频器电源。较老的变频器和需要单独的线路滤波器来完成这项流程。

变频器

插画右侧是变频器的内脏。变频器采用三组高速开关晶体管，打造模拟交流正弦波的所有三相直流脉冲。这些脉冲不仅决定了波的电压，还决定了它的频率。逆变器或逆变器这个术语的意思是“反转”，简单地说就是所产生波形的上下运动。现代变频器变频器使用称为脉宽调制(PWM)的技术来调节电压和频率。

然后IGBT是指绝缘栅双极晶体管，是变频器的开关(或脉冲)部件。晶体管(取代真空管)在我们的电子世界起着两个作用。它可以像功放一样充当功放，增加信号，或者充当开关，只需打开和关闭信号即可。IGBT是一种现代版本，可以提供更高的开关速度（3000 - 16000 Hz）并减少热量产生。较高的开关速度可以提高交流电波仿真的精确度，降低电机噪音。产生的热量减少意味着散热片更小，因此变频器占地面积更小。

变频器PWM波形

下图显示PWM变频器的变频器与真正的AC正弦波相比产生的波形。变频器输出由具有固定高度和可调宽度的矩形脉冲组成。在这种特殊情况下，有三组脉冲——中间是宽聚，AC周期正负两部分的开始和结束处有窄聚。脉冲面积之和等于真正的AC波有效电压。切断真正的交流波形上(或下)脉冲部分，填充曲线下的空白区域，几乎完美匹配。只有这样，变频器才能控制马达的电压。

脉冲宽度与其空白宽度的总和决定了电机看到的波形频率(因此是PWM或脉冲宽度的调制)。脉冲连续(即无空白)时，频率仍然正确，但电压远大于真正的AC正弦波。变频器根据需要的电压和频率，改变脉冲的高度和宽度，改变两者之间的空白宽度。

也许有人想知道这个假AC(实际上是DC)是如何运行交流感应电机的。毕竟，感应电机转子中的电流及其相应的磁场需要交流电吗？那么，AC自然会导致感应，因为它是不断变化的方向，另一方面，一旦电路激活，直流就不会正常工作。

但直流打开和关闭时，直流可以感应电流。对于老年人来说，汽车点火系统(固体点火前)曾在分配器中有一组点。这些要点的目的是从电池的脉冲到线圈(变压器)。https://www.diangon.com/wenku/cd/在线圈中感应电荷，将电压提高到允许火花塞点火的水平。上图所看到的宽直流脉冲实际上是由数百个单独的脉冲组成的，变频器输出的这种开关运动允许直流感应发生。

有效电压

使交流电复杂的因素之一是不断改变电压，从零到某个最大的正电压，然后返回零，然后返回最大的负电压，然后返回零。如何确定施加到电路的实际电压？左边的插为60Hz，120V正弦波。但请注意，峰值电压为170V。如果它的实际电压是170V，我们怎么称之为120V？

在一个周期内，它从0V开始，上升到170V，然后再次下降到0.继续下降到-170，然后再次上升到0.原来上边界在120V的绿色矩形面积是相等到曲线正负部分的面积总和。那120V是平均水平吗？

好，假如要平均每一个周期中每一点的电压值，結果将会是108V上下，因此不可以是答案。那么，为什么这个值是VOM测量的120V呢？它与我们所说的有效电压有关。

如果要测量流过电阻的直流电流产生的热量，则会发现它大于等效交流电流产生的热量。这是由于AC在整个周期中不保持恒定的值。在实验室，在控制条件下，发现特定的直流电流产生了100度的热量上升，其交流电当量产生了70.7度的上升或70.7%的直流值。AC的有效值是直流的70.7%。交流电压的有效值等于曲线前半部分的电压平方和平方根。

如果峰值电压为1，测量每个从0度到180度的电压，则有效电压为0-707。图中170的峰值电压0.707倍等于120V。这种有效电压又称平方根或RMS电压。因此，峰值电压总是有效电压的1.414。230V交流电流有325V的峰值电压，460有650V的峰值电压。

除了频率变化外，即使电压与交流电机的运行速度无关，变频器也必须改变电压。

有效电压

此图显示两个460V交流正弦波。红色是60hz曲线，蓝色是50hz。两者都有一个650V的峰值电压，但是，50hz要宽得多。您可以很容易地看到50Hz曲线的前半部分（0 - 10ms）内的区域大于60hz曲线的前半部分（0 - 8.3ms）。而且，由于曲线下面积与有效电压成正比，所以其有效电压更高。随着频率的降低，有效电压的增加更加剧烈。

如果允许460V电机在这些较高的电压下工作，其使用寿命可以大大降低。因此，变频器必须不断改变相对于频率的“峰值”电压，以保持恒定的有效电压。操作频率越低，峰值电压越低，反之亦然。

现在应该很好地理解变频器的工作原理和控制马达速度的方法。大多数变频器可以通过多位置开关或键盘手动设置电机转速，或者使用传感器(压力、流量、温度、液位等)自动化过程。