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新聞動態 電(dian)力變頻器發(fa)展凸現六面
發布時間:2019.01.17

變頻器是運動控制系統中的功率變換器。當今的運動控制系統是包含多種學科的技術領域,總的發展趨勢是:驅動的交流化,功率變換器的高頻化,控制的數字化、智能化和網絡化。因此,變頻器作為系統的重要功率變換部件,提供可控的高性能變壓變頻的交流電源而得到迅猛發展。
  經歷大約30年的研發與應用實踐,隨著新型電力電子器件和高性能微處理器的應用以及控制技術的發展,變頻器的性能價格比越來越高,體積越來越小,而廠家仍然在不斷地提高可靠性實現變頻器的進一步小型輕量化、高性能化和多功能化以及無公害化而做著新的努力。變頻器性能的優劣,一要看其輸出交流電壓的諧波對電機的影響,二要看對電網的諧波污染和輸入功率因數,三要看本身的能量損耗(即效率)如何?這里僅以量大面廣的交—直—交變頻器為例,闡述它的發展趨勢:
  1、主電路功率開關元件的自關斷化、模塊化、集成化、智能化,開關頻率不斷提高,開關損耗進一步降低。

  2、變頻器主電路的拓撲結構方面:
  變頻器的網側變流器對低壓小容量的裝置常采用6脈沖變流器,而對中壓大容量的裝置采用多重化 12脈沖以上的變流器。負載側變流器對低壓小容量裝置常采用兩電平的橋式逆變器,而對中壓大容量的裝置采用多電平逆變器。對于四象限運行的傳動,為實現變頻器再生能量向電網回饋和節省能量,網側變流器應為可逆變流器,同時出現了功率可雙向流動的雙PWM變頻器,對網側變流器加以適當控制可使輸入電流接近正弦波,減少對電網的公害。目前,低、中壓變頻器都有這類產品。

  3、脈寬調(diao)制(zhi)變壓變頻器的控(kong)制(zhi)方法(fa)可以采用正弦波脈寬調(diao)制(zhi)(SPWM)控(kong)制(zhi)、消除指定次數諧波的PWM控(kong)制(zhi)、電流跟蹤控(kong)制(zhi)、電壓空間矢量控(kong)制(zhi)(磁鏈跟蹤控(kong)制(zhi))。

  4、交流電動機變頻調整(zheng)控(kong)制(zhi)方法的(de)進(jin)展(zhan)主(zhu)要(yao)體現在由標量(liang)控(kong)制(zhi)向(xiang)高動態性(xing)能的(de)矢(shi)量(liang)控(kong)制(zhi)與直接(jie)轉矩(ju)控(kong)制(zhi)發(fa)展(zhan)和開(kai)發(fa)無速度(du)傳感器的(de)矢(shi)量(liang)控(kong)制(zhi)和直接(jie)轉矩(ju)控(kong)制(zhi)系統方面。

  5、微處理器的進步使數字控制成為現代控制器的發展方向:運動控制系統是快速系統,特別是交流電動機高性能的控制需要存儲多種數據和快速實時處理大量信息。近幾年來,國外各大公司紛紛推出以DSP(數字信號處理器)為基礎的內核,配以電機控制所需的外圍功能電路,集成在單一芯片內的稱為DSP 單片電機控制器,價格大大降低,體積縮小,結構緊湊,使用便捷,可靠性提高。DSP和普通的單片機相比,處理數字運算能力增強10~15倍,以確保系統有更優越的控制性能。
  數字控制使硬件簡化,柔性的控制算法使控制具有很大的靈活性,可實現復雜控制規律,使現代控制理論在運動控制系統中應用成為現實,易于與上層系統連接進行數據傳輸,便于故障診斷加強保護和監視功能,使系統智能化(如有些變頻器具有自調整功能)。

  6、交(jiao)流同步(bu)(bu)電(dian)(dian)(dian)(dian)動機(ji)已成為交(jiao)流可調傳動中的(de)一顆新(xin)星(xing),特別是永磁同步(bu)(bu)電(dian)(dian)(dian)(dian)動機(ji),電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)獲得無(wu)刷結(jie)構,功率因(yin)數高(gao),效(xiao)率也高(gao),轉(zhuan)子轉(zhuan)速(su)嚴格與電(dian)(dian)(dian)(dian)源頻(pin)率保持(chi)同步(bu)(bu)。同步(bu)(bu)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)變頻(pin)調速(su)系(xi)統有他控(kong)(kong)(kong)變頻(pin)和(he)自(zi)控(kong)(kong)(kong)變頻(pin)兩(liang)大類。自(zi)控(kong)(kong)(kong)變頻(pin)同步(bu)(bu)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)在原理上和(he)直(zhi)流電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)極為相似,用電(dian)(dian)(dian)(dian)力電(dian)(dian)(dian)(dian)子變流器(qi)(qi)(qi)取代了(le)直(zhi)流電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)機(ji)械換向器(qi)(qi)(qi),如(ru)采(cai)用交(jiao)—直(zhi)—交(jiao)變壓(ya)變頻(pin)器(qi)(qi)(qi)時叫做“直(zhi)流無(wu)換向器(qi)(qi)(qi)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)”或稱“無(wu)刷直(zhi)流電(dian)(dian)(dian)(dian)動機(ji)(BLDC)”。傳統的(de)自(zi)控(kong)(kong)(kong)變頻(pin)同步(bu)(bu)機(ji)調速(su)系(xi)統有轉(zhuan)子位置(zhi)(zhi)傳感(gan)器(qi)(qi)(qi),現正開發(fa)無(wu)轉(zhuan)子位置(zhi)(zhi)傳感(gan)器(qi)(qi)(qi)的(de)系(xi)統。同步(bu)(bu)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)他控(kong)(kong)(kong)變頻(pin)方式也可采(cai)用矢(shi)量(liang)控(kong)(kong)(kong)制,其按轉(zhuan)子磁場定(ding)向的(de)矢(shi)量(liang)控(kong)(kong)(kong)制比異步(bu)(bu)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)簡(jian)單。

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