變頻器發(fā)展六大特征

變頻器是運動(dòng)控制系統中的功率變換器。當今的運動(dòng)控制系統包含多種學(xué)科的技術(shù)領(lǐng)域，總的發(fā)展趨勢是：驅動(dòng)的交流化，功率變換器的高頻化，控制的數字化、智能化和網(wǎng)絡(luò )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(fā)展。
　　隨著(zhù)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(shù)的發(fā)展，變頻器的性能價(jià)格比越來(lái)越高，體積越來(lái)越小，而廠(chǎng)家仍然在不斷地提高可靠性實(shí)現變頻器的進(jìn)一步小型輕量化、高性能化和多功能化以及無(wú)公害化而做著(zhù)新的努力。變頻器性能的優(yōu)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(wǎng)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(fā)展趨勢： 　　 　
　　主電路功率開(kāi)關(guān)元件的自關(guān)斷化、模塊化、集成化、智能化；開(kāi)關(guān)頻率不斷提高，開(kāi)關(guān)損耗進(jìn)一步降低。
　　變頻器主電路的拓撲結構方面。變頻器的網(wǎng)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。對于四象限運行的轉動(dòng)，為實(shí)現變頻器再生能量向電網(wǎng)回饋和節省能量，網(wǎng)側變流器應為可逆變流器，同時(shí)出現了功率可雙向流動(dòng)的雙PWM變頻器，對網(wǎng)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(wǎng)的公害。
　　脈寬調制變壓變頻器的控制方法可以采用正弦波脈寬調制控制、消除指定次數諧波的PWM控制、電流跟蹤控制、電壓空間矢量控制（磁鏈跟蹤控制）。
　　交流電動(dòng)機變頻調整控制方法的進(jìn)展主要體現在由標量控制向高動(dòng)態(tài)性能的矢量控制與直接轉矩控制發(fā)展和開(kāi)發(fā)無(wú)速度傳感器的矢量控制和直接轉矩控制系統方面。
　　微處理器的進(jìn)步使數字控制成為現代控制器的發(fā)展方向。運動(dòng)控制系統是快速系統，特別是交流電動(dòng)機高性能的控制需要存儲多種數據和快速實(shí)時(shí)處理大量信息。近幾年來(lái)，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(chēng)為DSP單片電機控制器，價(jià)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，可確保系統有更優(yōu)越的控制性能。數字控制使硬件簡(jiǎn)化，柔性的控制算法使控制具有很大的靈活性，可實(shí)現復雜控制規律，使現代控制理論在運動(dòng)控制系統中應用成為現實(shí)，易于與上層系統連接進(jìn)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）。
　　交流同步電動(dòng)機已成為交流可調轉動(dòng)中的一顆新星，特別是永磁同步電動(dòng)機，電機獲得無(wú)刷結構，功率因數高，效率也高，轉子轉速?lài)栏衽c電源頻率保持同步。同步電機變頻調速系統有他控變頻和自控變頻兩大類(lèi)，自控變頻同步電機在原理上和直流電機極為相似，用電力電子變流器取代了直流電機的機械換向器，如采用交—直—交變壓變頻器時(shí)叫做“直流無(wú)換向器電機”或稱(chēng)“無(wú)刷直流電動(dòng)機”。傳統的自控變頻同步機調速系統有轉子位置傳感器，現正開(kāi)發(fā)無(wú)轉子位置傳感器的系統。同步電機的他控變頻方式也可采用矢量控制，其按轉子磁場(chǎng)定向的矢量控制比異步電機簡(jiǎn)單。