步進驅動器

變頻器未來發展的幾種控制方式

日期:2019-10-22 09:40 人氣:
(1)智能型控制方式:
 
以變頻器、電動機、負載(風機、水泵等)的三個效率乘積最大為依據,通過模糊控制技術后,輸入到變頻器,見結構框圖4。
 
加裝無源濾波器,主要消除5次、7次的逆序諧波,使變頻器的THD%指標值低于諧波標準,幾乎接近為零。
 
最后效果。在不同的負載率條件下,系統效率高達90%以上,采用先進的濾波技術,使輸出諧波含量低于國家標準。功率因數達到0.96以上,動態響應時間不大于30ms,總之在相同工況條件下,能夠多節省電量10%以上。
 
(2)雙PWM型控制方式
 
當今電壓型交一直一交的主電路應用十分廣泛,SPWM調制僅用在逆變器部分,而整流器是三相不可控的。因輸入有諧波存在,cosφ也較低,損耗較大,對電網有一定影響。隨著變頻器的廣泛應用,對電網的諧波污染問題又提到議事日程,經專家研討,認為采用雙PWM控制,即整流橋也采用可控IGBT的SPWM方法是有效的。從理論分析cosφ=1,無諧波,有綠色變頻器的美稱,并能實現回饋再生制動。
 
(3)采用矩陣開關控制方式——指逆變器DC/AC變換器采用矩陣開關方式。
 
矩陣變頻器具有cosφ可調,無中間直流環節,輸出電壓幅值、相位和頻率可調等優點,具有良好的變頻能力,輸入cosφ≈l,輸出電流波形好,諧波小,矩陣變頻器是一種直接交一交變換。開關器件為全控器件SCR控制方式為斬控方式。交一交變頻器則采用移相控制SCR實現交流電流與交流電動機之間功率直接變換,可實現能量雙向流動。變頻效率高,但存在輸出工作頻率低的缺點,它與雙PWM性能類似。日本富士2010年已有產品可供,用于高速電梯為主MXT型,屬PG矢量控制,精度模擬量輸入在最高速時±0.1%,數字量輸入±0.005.監測PG是脈沖編碼器有轉矩/速度指令、自整定功能、距離推測。THD<5%、cosφ>0.99損耗降1/3,原有的電介大電容、交流電抗器、濾波器都不要。
 
(4)采用軟開關控制方式——指逆變器DC/AC變換器以接通在電壓U=0,斷開在電流I=0的狀態下進行。這樣IGBT功率損耗最小,理想值為零,結溫最低,大大減少工作過程的發熱量,使散熱器及風量減少到最小程度,使容量可大大提高。
 
功率模塊
 
即逆變器DC/AC變換使用器件,它是變頻器的重要的組成部分,其模塊的質量對變頻器至關重要,其器件的價值要占變頻器總價值的50%左右,所以值得引起制造廠及用戶的關注,是理所當然的。目前低壓或高壓變頻器常用功率模塊有IGBT、IGBT一HV、IGCT、SGCT、IEGT、SiC等。在這個問題上要注意如下:
 
(1)模塊的封裝型式有單個(中,大功率)或IPM、PIM組合方式。
 
(2)使用的安全系數,電壓3~5倍的額定電壓,電流3~5倍的額定電流,這樣靜態工作時器件負擔小,動態工作時亦有足夠的裕量,確保使用具有較大的安全可靠性,這點在國外的產品中是這樣的,所以主電路的功率模塊,損壞率幾乎為零,然而國內的電壓只有2~3倍額定電壓,電流2~3倍額定電流。這時靜態工作時亦沒事,但動態工作時,往往因安全系數偏小,造成器件損壞可能性就高了,約為2~3%,特別是高壓變頻器,電壓高3kV、6kV、10kV電流亦較大,而IGBT采取串、并聯連接方式,這時必須關心靜態均壓及動態均壓的方式,使用電阻、電容器的耐壓、電流、功率值安全系數過小了,不但引起保護電路器件的損壞,在國內IGBT多數只是封裝,尤其高電壓、大功率的器件,多數是國外引進的。
 
整流模塊
 
整流模塊即AC/DC整流用,雖然較簡單,但亦存在上述應該的注意點。
 
微處理器或稱CPU
 
微處理器或稱CPU是變頻器的核心器件,其重要性不喻可知,好比是人體的大腦和心臟至關重要。過去國產變頻器多數選用美國Intel公司16位的87C196MC為主,另有日本日立HD6433037F、MB90F462、MB6475328F10東芝的等。德國相對較少些。近幾年一般不用專用IC芯片,ASIC而改用信號微處理器,一則貨源多,二則價位低,三則性能更好,四則是32位的其抗干擾能力更強,傳輸速度更快,實時性好,信息量更大,這也是評判變頻器質量的重要指標之一。

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