变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是运动控制系统中的功率转换器。今天的运动控制系统是一个包括许多学科的技术领域。总的发展趋势是:交流传动、高频功率变换器、数字化、智能化和网络化控制。因此，VFD作为系统重要的功率转换元件，通过提供可控的高性能变压变频交流电源，得到了快速发展。

21世纪的今天，电力电子的基板已经从Si(硅)变成了SiC(碳化硅)，这使得新型电力电子器件进入了高电压、大容量、高频率、组件模块化、小型化、智能化、低成本的时代。各种适用于变频调速的新型电气设备正在开发中。随着IT技术的快速发展和控制理论的不断创新，这些与VFD相关的技术将影响其发展趋势。

随着市场的扩大和客户需求的多样化，国内VFD产品的功能不断完善和增加，集成度和系统化程度越来越高，出现了一些特殊的VFD产品。据了解，近年来，中国VFD市场保持了12-15%的增速，预计至少在未来5年内还将保持10%以上的增速。目前中国市场VFD装机量(电量)的增长率其实在20%左右。预计至少10年后，VFD市场将趋于饱和并逐渐成熟。

1.智能

系统安装智能VFD后，操作使用方便，没有那么多功能设置，工作状态显示明显，可以实现故障诊断和排除，甚至可以进行自动元件转换。可利用互联网远程监控，实现多套VFD按工艺流程联动，形成优化的VFD一体化管控体系。

2.专门化

可以根据某类负载的特点，有针对性地制造专用的VFD，不仅有助于经济有效地控制负载的电机，还降低了制造成本。比如:风机、水泵VFD，起重机械VFD，电梯控制VFD，张力控制VFD，空调VFD等等。

3.综合

VFD将参数辨识系统、PID调节器、PLC控制器、通信单元等相关功能部件有选择地集成到内部一体机中，不仅增强了功能，增加了系统的可靠性，还有效减小了系统的体积和外部电路的连接。据悉，VFD和电机的一体化组合机已经研发出来，使得整个系统体积更小，控制更方便。

4.环境保护

保护环境和制造“绿色”产品是人类的新理念。未来VFD将更加注重节能和低公害，即尽量减少使用过程中对电网和其他用电设备的噪音和谐波。

5.主电路功率开关元件自关断、模块化、集成化、智能化，开关频率不断提高，开关损耗进一步降低。

6.VFD主电路拓扑:

VFD网侧变流器对于低压小容量设备通常采用6脉波变流器，对于中压大容量设备则采用12脉波以上的多脉波变流器。负载侧变流器通常对低压小容量设备采用两电平桥式逆变器，而对中压大容量设备采用多电平逆变器。对于运行在四象限的输电，为了实现VFD可再生能源对电网的回馈，节约能源，网侧变流器应该是可逆变流器，同时出现双向功率流的双PWMVFD。适当控制网侧变流器可以使输入电流接近正弦波，减少对电网的污染。目前中低压VFD都有这样的产品。

7.脉宽调制变换VFD的控制方式可以采用正弦波脉宽调制(SPWM)控制、消除指定谐波的PWM控制、电流跟踪控制和电压空间矢量控制(磁链跟踪控制)。

8.交流电机变频控制方法的进步主要体现在从标量控制发展到具有高动态性能的矢量控制和直接转矩控制以及无速度传感器矢量控制和直接转矩控制系统的发展。

9.微处理器的进步使得数字控制成为现代控制器的发展方向:运动控制系统是一个快速的系统，特别是交流电机的高性能控制需要快速、实时地存储各种数据和处理大量信息。近年来，国外各大公司都推出了以DSP(数字信号处理器)为核心，配以电机控制所需的外围功能电路。DSP单片电机控制器集成在单个芯片上，大大降低了价格，缩小了体积，结构紧凑，使用方便，提高了可靠性。与普通单片机相比，DSP的处理能力提高了10 ~ 15倍，从而保证了系统具有优越的控制性能。

数字控制简化了硬件，灵活的控制算法使控制具有很大的灵活性，可以实现复杂的控制规则，使现代控制理论在运动控制系统中的应用成为现实，易于与上层系统连接进行数据传输，便于故障诊断，加强保护和监控功能，使系统智能化(如有的VFD具有自调节功能)。

10.交流同步电机已经成为交流调速领域的一颗新星，尤其是永磁同步电机。电机采用无刷结构，功率因数高，效率高，转子转速与工频严格同步。同步电机变频调速系统有独立变频和自动变频两大类。从原理上讲，自动频率控制同步电机与DC电机非常相似。它用电力电子变换器代替DC电机的机械换向器。例如，当交流-DC-交流电压为VFD时，称为“无换向器DC电机”或“BLDC电机”。自动变频同步电机的传统调速系统有转子位置传感器，但无转子位置传感器的系统正在开发中。矢量控制也可用于同步电机的独立变频方式，其基于转子磁场定向的矢量控制比异步电机简单。

总之，VFD技术的发展趋势是朝着智能化、操作简单、功能完善、安全可靠、环保、低噪音、低成本、小型化的方向发展。