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变频器未来发展的几种控制方式
日期:2019-10-22 09:40 人气:
(1)智能型控制方式:
 
以变频器、电动机、负载(风机、水泵等)的三个效率乘积最大为依据,通过模糊控制技术后,输入到变频器,见结构框图4。
 
加装无源滤波器,主要消除5次、7次的逆序谐波,使变频器的THD%指标值低于谐波标准,几乎接近为零。
 
最后效果。在不同的负载率条件下,系统效率高达90%以上,采用先进的滤波技术,使输出谐波含量低于国家标准。功率因数达到0.96以上,动态响应时间不大于30ms,总之在相同工况条件下,能够多节省电量10%以上。
 
(2)双PWM型控制方式
 
当今电压型交一直一交的主电路应用十分广泛,SPWM调制仅用在逆变器部分,而整流器是三相不可控的。因输入有谐波存在,cosφ也较低,损耗较大,对电网有一定影响。随着变频器的广泛应用,对电网的谐波污染问题又提到议事日程,经专家研讨,认为采用双PWM控制,即整流桥也采用可控IGBT的SPWM方法是有效的。从理论分析cosφ=1,无谐波,有绿色变频器的美称,并能实现回馈再生制动。
 
(3)采用矩阵开关控制方式——指逆变器DC/AC变换器采用矩阵开关方式。
 
矩阵变频器具有cosφ可调,无中间直流环节,输出电压幅值、相位和频率可调等优点,具有良好的变频能力,输入cosφ≈l,输出电流波形好,谐波小,矩阵变频器是一种直接交一交变换。开关器件为全控器件SCR控制方式为斩控方式。交一交变频器则采用移相控制SCR实现交流电流与交流电动机之间功率直接变换,可实现能量双向流动。变频效率高,但存在输出工作频率低的缺点,它与双PWM性能类似。日本富士2010年已有产品可供,用于高速电梯为主MXT型,属PG矢量控制,精度模拟量输入在最高速时±0.1%,数字量输入±0.005.监测PG是脉冲编码器有转矩/速度指令、自整定功能、距离推测。THD<5%、cosφ>0.99损耗降1/3,原有的电介大电容、交流电抗器、滤波器都不要。
 
(4)采用软开关控制方式——指逆变器DC/AC变换器以接通在电压U=0,断开在电流I=0的状态下进行。这样IGBT功率损耗最小,理想值为零,结温最低,大大减少工作过程的发热量,使散热器及风量减少到最小程度,使容量可大大提高。
 
功率模块
 
即逆变器DC/AC变换使用器件,它是变频器的重要的组成部分,其模块的质量对变频器至关重要,其器件的价值要占变频器总价值的50%左右,所以值得引起制造厂及用户的关注,是理所当然的。目前低压或高压变频器常用功率模块有IGBT、IGBT一HV、IGCT、SGCT、IEGT、SiC等。在这个问题上要注意如下:
 
(1)模块的封装型式有单个(中,大功率)或IPM、PIM组合方式。
 
(2)使用的安全系数,电压3~5倍的额定电压,电流3~5倍的额定电流,这样静态工作时器件负担小,动态工作时亦有足够的裕量,确保使用具有较大的安全可靠性,这点在国外的产品中是这样的,所以主电路的功率模块,损坏率几乎为零,然而国内的电压只有2~3倍额定电压,电流2~3倍额定电流。这时静态工作时亦没事,但动态工作时,往往因安全系数偏小,造成器件损坏可能性就高了,约为2~3%,特别是高压变频器,电压高3kV、6kV、10kV电流亦较大,而IGBT采取串、并联连接方式,这时必须关心静态均压及动态均压的方式,使用电阻、电容器的耐压、电流、功率值安全系数过小了,不但引起保护电路器件的损坏,在国内IGBT多数只是封装,尤其高电压、大功率的器件,多数是国外引进的。
 
整流模块
 
整流模块即AC/DC整流用,虽然较简单,但亦存在上述应该的注意点。
 
微处理器或称CPU
 
微处理器或称CPU是变频器的核心器件,其重要性不喻可知,好比是人体的大脑和心脏至关重要。过去国产变频器多数选用美国Intel公司16位的87C196MC为主,另有日本日立HD6433037F、MB90F462、MB6475328F10东芝的等。德国相对较少些。近几年一般不用专用IC芯片,ASIC而改用信号微处理器,一则货源多,二则价位低,三则性能更好,四则是32位的其抗干扰能力更强,传输速度更快,实时性好,信息量更大,这也是评判变频器质量的重要指标之一。

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