变频器运作

　　变频器可以分为单象限、二象限及四象限运作，四个象限的定义如下：

　　象限，电动机正转运转，能量从变频器到电动机，电动机的转速及转矩都为正。

　　第二象限，电动机正转回升或减速制动运转，电动机呈发电机模式，能量从电动机到变频器，转速为正，转矩为负。

　　第三象限，电动机反转运转，能量从变频器到电动机，电动机的转速及转矩都为负。

　　第四象限，电动机反转回升或减速制动运转，电动机呈发电机模式，能量从电动机到变频器，转速为负，转矩为正。

　　其中象限及第三象限是转速及转矩同方向，第二象限及第四象限是转速及转矩反方向。

　　大部分的应用只在象限内运作，应用过程中都是由变频器提供能量给电动机，例如像变动转矩的负载（如离心泵浦及风扇）及一些定转矩负载，像压出机，其转速及负载均为正。

　　有些应用会在及第二象限内运作，表示其速度为正，但转矩可能为正或为负，像风扇的减速时间若比其机械损失消耗能量的速度要快，就会进入第二象限。有些资料定义二象限运作是在及第三象限内运作，其速度及转矩可能同为正或同为负。

　　有些应用会有四象限的运作，其速度及转矩都可以为正值或负值，而速度和转矩的方向可能相同，也可能相反，例如升降机在车厢满载时上行，变频器需提供能量给电动机，速度和转矩的方向相同，若在车厢满载时下行，电动机需提供能量给变频器，速度和转矩的方向相反，有些非平面使用的输送带也有类似特性。当变频器的直流链电压小于电动机反电动势（BackEMF），且变频器的电压及反电动势极性相同时，会出现能量回升（Regeneration）的现象，也就是能量从电动机流到变频器。

　　电动机若不透过变频器，直接接一般三相交流电源，在启动瞬间会有很大的突入电流，约为额定电流的6至8倍。若使用变频器启动，变频器一开始会输出较小频率及电压的交流电压给电动机，再依已规划好的速度提升频率及电压，此启动方式比较不会造成大的突入电流，配合变频器启动，电动机在低速时可以在输入电流不到额定电流50%的条件下输出150%的额定转矩。若经过适当的调整及控制技术，电动机可以从静止到额定转速的转速范围内，都输出150%的额定转矩。不过一般电动机的散热风扇是由电动机本身驱动，在低速时风扇转速也一起变慢，散热效率不佳，若在低速运转时，因为冷却条件的恶化，不太容易在低速时有明显的大转矩，需透过独立提供风扇电源的专用电动机才比较有可能。

　　电动机透过变频器减速的过程和启动加速的过程类似，变频器用已规划好的速度降低频率及电压，当频率接近零时，变频器停止输出电压，电动机自然停止。另一种停止方式是变频器不降低频率及电压，直接停止输出，电动机会因为本身的摩擦力而停止，但前者可提供的制动转矩较大，电动机减速停止所需的时间也较短。减速过程可能会有能量由电动机进入变频器，若在直流链上加装一个由功率晶体及电阻组成的制动电路，将电动机回昇的能量转换为热能，可以提升变频器的制动转矩。若配合四象限的整流器，也就是主动式前端（activefrontend），变频器在制动时可以产生反向转矩，并且将能量回灌到三相交流电源端。