如何通过变频驱动器（VFD）或交流逆变器来控制电机的速度？

随着强大的半导体控制器的出现，特别是变频驱动器（VFD），这一种以围绕交流电机发展起来的新工业驱动器，使得许多以前需要具有脉冲宽度调制的直流电机以获得更高的精度的应用，转而使用功率效率更高的三相交流感应电机。这些技术可以在整个行业节省大量的能源，尤其是与作为工业物联网（IIoT）一部分的无线传感和控制链路结合时，在整个工厂范围内节省大量的成本，同时提高生产率。

变频驱动器（VFD）或交流逆变器 ：通过斩波一部分正弦波来改变电机的速度，以改变当前的频率，它实际上是一个开关，在没有电流流过设备之前，它会打开但不会关闭。通过下边频率正弦波可以看出，当波等于过零线时，在60HZ频率线上，电流在标准的60HZ周期内每秒关闭120次，从这个零点线打开开关，毫秒正弦波将被改变。

通过改变正弦波波形，进而改变感应电机的转速，这些设备相对便宜，同时可以以同样的方式重复改变速度。简单的测量技术与这种类型的控制结合使用，使其控制足够有效，成本得到有效的降低。这种控制的缺点需要把正弦波一分为二，实质上就是不断开合电机，这样会在绕组上产生大量的热量，有损坏电机的风险。较便宜的控制器型号会嗡嗡作响，由于质量原因，可以听到正弦波被切碎的噪音。

脉冲宽度调制（PWM）：这是一个通用的交流逆变器，它将复杂的电路设计集成到电子编程模块中来改变正弦波，它是目前最受欢迎的VFD，自从电子元件和电路的价格降低以来，它一直以比较经济的价格出现在市场上。使用这种控制的一个规定是电机必须是三相的，或者PWM的输入是单相或三相。通过将交流电源转换为直流电，然后再将其转换回交流电，输出接近正弦波的电流波形，允许对任何交流感应电机进行变速控制。下面表示频率正弦波以及它受到一个脉宽调制的影响，逻辑电路和软件控制开关，以提供电压和频率的这种变化。

PWM逆变器的缺点是存在感应电压尖峰的潜在危险，这可能会对电机造成严重损坏。当逆变器快速切换时，会导致电压超调，当它连接到电机时，会导致电压尖峰，比电机绕组的额定值高出三倍。控制器和电机之间的线路会加重电压尖峰，因此短线路很重要，电压尖峰也会导致转子中产生高电压，从而导致轴承磨损，轴承寿命短。