变频器的现状和发展的趋势

《变频器的现状和发展的趋势》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、变频器的现状和发展的趋势在当今工、Ik社会，环保和节能显得越來越策要，而变频器在工业节能中发挥着越来越大和不可忽视作用。一.变频器的基本常识l.i什么是变频器变频器是利用屯力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。可分为交一交变频器，交一且一交变频器。交一交变频器可且接把交流电变成频率和电压都可变的交流电；交一直一交变频器则足先把交流电经整流器先整流成直流电，再经过逆变器把这个H流电流变成频率和电压.都可变的交流电。1.2变频器的组成变频器是由主回路和控制回路两大部分组成的。主回路由整流器（整流模块）、滤波器（滤

2、波电路）和逆变器（大功率晶体模块）三个主要部分组成。控制回路则由单几机、驱动电路和光电隔离电路组成。1.3变频器市场容量当前，电机是我国主要的工业耗电设备，椐清华大学电机权威人士统计，我国电机的总装机界景己达4亿丁年耗电景达6000亿千时，约占工业耗电景的80%。我国在用的电机拖动系统总体装备水T•仅相当于发达国家50年代水〒。另外据统计，对于塑胶行、Ik的电费成本，约占整个生产成本的20%〜50%。在发达国家，变频器在电机投川的普及率己达到80%,而我国变频器的运用还在起步阶段，普及率不到10%。从以上可以看出，变频调速系统在我国

3、冇着非常巨大的市场需求。从应用领域来说，国内变频调速技术在经过几年的应用推广下已得到了较快的发展，变频调速技术的领域己初步涉及到电子、机械、石化、冶炼、纺织、汽:午:等多种行、Ik,应川范围已後盖注塑机、空压机、空调、恒压供水、纺织机等各种交流电机设备。从发展区域来说，变频调速技术的应用在我国沿海畨份和南方城市发展较快，目前已有向内地快速渗透的趋势。1.4变频调速的优点变频调速的优点主要有如下一些优点：1、调速范围宽，可以使普通异步电动机实现无级调速；2、启动电流小，而启动转矩人；3、启动平滑，消除机械的冲击力，保护机械设备；4、对

4、电机具有保护功能，降低电机的维修赀用；5、具有显著的节电效果；6、通过调节电压和频率的关系方便的实现恒转矩或者恒功率调速。二.变频器发展过程和研究的相关技术2.1变频器的发展史早期通用变频器如东芝TOSVERT-130系列、FUJIFVRG5/P5系列，SANKENSVF系列等大多数为开环恒压比（V/F=常数）的控制方式。其优点是控制结构简单、成本较低，缺点是系统性能不尚，比较适合应川在风机、水泵场合。具体來说，其控制曲线会随着负载的变化而变化；转矩响矽慢，电机转矩利用率不窈，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降稔定性变

5、差等。对变频器U/F控制系统的改造主要经历了三个阶段；第一阶段：八十年代初门本学者提出了基本磁通轨迹的电压空间矢量（或称磁通轨迹法）。该方法以三相波形的整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为n的，一次生成二相调制波形。这种方法被称为屯压空间矢量控制。典型机种如1989年前后进入屮国市场的FUjl（富士）FRN5OOOGVP5、SANKEN（三垦）MF系列等。之后,1991年山富士电机推出大家熟知的FVR与FRNG7/P7系列的设计中，三菱円立，尔芝也都有类似的产品。然Iflj,在上述四种方法中，由于未引入转矩的调

6、节，系统性能没有得到根木性的改善。第二阶段：矢量控制。也称磁场定向控制。它是七十年代初由西德F.BIasschke等人首先提岀，以且流电动机和交流电动机比较的方法分析阐述了这一原理，山此开创了交流电动机等效直流电动机控制的先河。它使人们看到交流电动机尽管控制复杂，似同样可以实现转矩、磁场独立控制的内在木质。矢景控制的基本点足控制转子磁链，以转子磁通定向，然后分解定子电流，使之成为转矩和磁场两个分S,经过少标变换实现:il•:交或解耦控制。但是，由T•转子磁链难以准确观测，以及矢S变换的复杂忡，使得实际控制效果往往难以达到理论分析的效

7、果，这是矢S控制技术在实践上的不足。此外，它必须直接或间接地得到转子磁链在空间上的位S才能实现定子电流解耦控制，在这种矢足控制系统中需要配留转子位置或速度传感器，这显然给许多应用场合带来不便。尽管如此，矢fi控制技术仍然在努力融入通用型变频器中，1992年开始，徳国两门子开发了6SE70通用型系列，通过FC、VC、SC板可以分别实现频率控制、矢量控制、伺服控制。1994年将该系列扩展至315KW以上。目前，6SE70系列除了200KW以T价格较高，在200KW以上奋很高的性价比。第三阶段：1985年德国鲁尔人学Depenbrock教

8、授首先提出宜接转娇控制理论（DirectTorqueControl简称DTC）。H接转矩控制与矢景控制不同，它不是通过控制电流、磁链等景来间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控量來控制。转矩控制的优越性在于：转矩控制是控制定子磁链，在本