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变频器的发展现状

来源:上元教育   【上元教育:技能改变命运,上元成就未来】   2012/11/22 18:27:45
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大部分人对变频器不是太了解,那么变频器的发展前景是什么样的呢?

一、运动控制系统的发展变频器是运动控制系统中的功率变换器,运动控制系统是作为机电能量变换器的电气传动技术的发展。当今的运动控制系统是包含多种学科的技术领域,总的发展趋势是:驱动的交流化,功率变换器的高频化,控制的数字化、智能化和网络化。因此,变频器作为系统的重要功率变换部件,提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。

二、变频器技术的发展趋势经历大约三十年的研发与应用实践,随着新型电力电子器件和高性能微处理器的应用以及控制技术的发展,变频器的性能价格比越来越高,体积越来越小,而厂家仍然在不断地提高可靠性实现变频器的进一步小型轻量化、高性能化和多功能化以及无公害化而做着新的努力。变频器性能的优劣,一要看其输出交流电压的谐波对电机的影响,二要看对电网的谐波污染和输入功率因数,三要看本身的能量损耗(即效率)如何?这里仅以量大面广的交交变频器为例,从技术上看在以下几个方面会进一步得到发展:

1.主电路功率开关元件的自关断化、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。低压小容量变频器普遍采用的功率开关器件是:功率MOSFETIGBT(绝缘栅双极度晶体管)和IPM(智能功率模块)。中压大容量变频器采用有:GTO(门极可关断晶闸管)、IGCT(集成门极换流晶闸管)、SGCT(对称门极换流晶闸管)、IEGT(注入增强栅晶体管)和高压IGBT

2.变频器主电路的拓扑结构方面:变频器的网侧变流器对低压小容量的常采用6脉冲变流器,而对中压大容量的采用多重化12脉冲以上的变流器。负载侧变流器对低压小容量的常采用两电平的桥式逆变器,而对中压大容量的采用多电平逆变器。值得注意的是,对于四象限运行的传动,为实现变频器再生能量向电网回馈和节省能量,网侧变流器应为可逆变流器,出现了功率可双向流动的双PWM变频器,对网侧变流器加以适当控制可使输入电流接近正弦波,并使系统的功率因数接近于1,减少对电网的公害。目前,低、中压变频器都有这类产品。公用直流母线技术的采用使多台(或多轴)传动系统能量更好利用,提高系统的整体运行效率,并可降低变频器本身的价格。公用直流母线也可以有再生型和非再生型的。探索采用谐振直流环技术使变频器的功率开关工作在软开关状态,器件损耗大大下降,开关频率可进一步提高,因电压和电流尖峰引起的EMI问题得到抑制,可取消缓冲电路。

3.脉宽调制变压变频器的控制方法:正弦波脉宽调制(SPWM)控制。消除指定次数谐波的PWM控制。电流跟踪控制。电压空间矢量控制(磁链跟踪控制)。

4.交流电动机变频调整控制方法的进展:由标量控制(Vf控制和转差频率控制)向高动态性能的矢量控制和直接转矩控制发展。开发无速度传感器的矢量控制和直接转矩控制系统。

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