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你认为变频技术未来的发展趋势是哪几个方向?
发布时间:2023-1-2 16:32:00   来源:杭州三科变频技术有限公司   人气值:

随着21世纪的科技发展,电力电子的基板从Si(硅)变为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,这些与变频器(Variable-frequency Drive 简称:VFD)相关的技术将影响其发展趋势。


交流变频调速技术是一项强弱电混合和机电一体化的综合技术。它不仅处理巨大电能的转换(整流和逆变),还处理信息的收集、转换和传递。所以它的常用技术必须分为成功率和控制两部分。前者要解决高压大电流相关的技术问题和新型电力电子器件的应用技术,后者要解决硬件和软件开发问题(目前主要是全数字控制技术)(基于现代控制理论的控制策略和智能控制策略)。其主要发展方向如下:

智能化

在系统中安装VFD后,无需那么多功能设置,操作使用方便,工作状态显示明显,可以实现故障诊断和故障排除,甚至可以进行自动元件转换。可利用互联网远程监控,根据工艺流程实现多套VFD的联动,形成优化的VFD综合管理控制系统。

基于电机和机械模型的控制策略包括矢量控制、磁场控制、直接转矩传递控制和机械扭转振动补偿。基于现代理论的控制策略包括滑模变结构技术、模型参考自适应技术、利用微分几何理论的非线性解耦、鲁棒观测器、某种指标意义下的最优控制技术和逆奈奎斯特阵列设计方法等。基于智能控制思想的控制策略包括模糊控制、神经网络、专家系统以及各种自寻优和自诊断技术。

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。

清洁功率变流器是指变流器的功率因数为1,电网侧和负载侧的谐波分量尽可能低,以减少对电网的污染和电机的转矩脉动。对于中小容量变换器,PWM控制提高开关频率是有效的。对于大容量变流器,在常规开关频率下,可以改变电路结构和控制方式,实现清洁电能的转换。

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,既有助于经济有效地控制负载的电机,又降低了制造成本。比如:VFD用于风机和水泵,VFD用于起重机械,VFD用于电梯控制,VFD用于张力控制,VFD用于空调等。

紧凑型转换器要求功率和控制元件高度集成,包括智能功率模块、紧凑型光耦合器、高频开关电源以及由新型电气材料制成的小体积变压器、电抗器和电容器。改变功率器件的冷却方式(比如水冷、蒸发冷却、热管)也是减小器件尺寸的有效方法。

一体化

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,还有效地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制出来,使得整个系统体积更小,控制更方便。

基于32位高速微处理器的数字控制模板有足够的能力实现各种控制算法。Windows操作系统的引入使自由设计成为可能,图形编程的控制技术也有了很大的发展。电机模拟器、负载模拟器以及各种CAD软件的引入,为VFD的设计和测试提供了强有力的支持。

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、低噪音、低成本、小型化的方向发展。
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