变频器分类及发展趋势

变频器的分类变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM 控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。

VVVF：改变电压、改变频率CVCF：恒电压、恒频率。各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均为400V/50Hz或200V/60Hz（50Hz），等等。通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作变频器。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC）。用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。

1、按变换的环节分类：可分为交-交变频器，即将工频交流直接变换成频率电压可调的交流，又称直接式变频器；交-直-交变频器，则是先把工频交流通过整流器变成直流，然后再把直流变换成频率电压可调的交流，又称间接式变频器，是目前广泛应用的通用型变频器。

2、按直流电源性质分类：（1）电流型变频器

电流型变频器特点是中间直流环节采用大电感作为储能环节，缓冲无功功率，即扼制电流的变化，使电压接近正弦波，由于该直流内阻较大，故称电流源型变频器（电流型）。电流型变频器的特点（优点）是能扼制负载电流频繁而急剧的变化。常选用于负载电流变化较大的场合。

（2）电压型变频器

电压型变频器特点是中间直流环节的储能元件采用大电容，负载的无功功率将由它来缓冲，直流电压比较平稳，直流电源内阻较小，相当于电压源，故称电压型变频器，常选用于负载电压变化较大的场合。

变频技术的发展趋势及其应用

变频技术的发展趋势及其应用公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

变频技术的发展趋势及其应用 0引言在工业生产及国计民生中电机的使用十分广泛，电机的传动方式一般分为直流电机传动及交流电机传动。过去由于交流电机实现调速较困难或某些调速方式低效不够理想，因而长期以来在调速领域大多采用直流电机，而交流电动机的优点在调速领域中未能得到发挥。交流电动机的调速方式一般有以下三种。 1）变极调速是通过改变电动机定子绕组的接线方式以改变电机极数实现调速，这种调速方法是有级调速，不能平滑调速，而且只适用于鼠笼电动机。 2）改变电机转差率调速其中有通过改变电机转子回路的电阻进行调速，此种调速方式效率不高，且不经济。其次是采用滑差调速电机进行调速，调速范围宽且能平滑调速，但这种调速装置结构复杂（一般由异步电机、滑差离合器和控制装置三部分组成），滑差调速电机是在主电机转速恒定不变的情况下调节励磁实现调速的，即便输出转速很低，而主电机仍运行在额定转速，因此耗电较多，另外励磁和滑差部分也有效率问题和消耗问题。较好的转差率调速方式是串级调速。3）变频调速通过改变电机定子的供电频率，以改变电机的同步转速达到调速的目的，其调速性能优越，调速范围宽，能实现无级调速。目前我国生产现场所使用的交流电动机大多为非调速型，其耗能十分惊人。如采用变频调速，则可节约大量能源。这对提高经济效益具有十分重要的意义。 1变频调速技术的发展上世纪50年代末，由于晶闸管（SCR）的研究成功，电力电子器件开始运用于工业生产，可控整流直流调速便成了调速系统中的主力军。但由于直流电机结构复

变频器的发展趋势

变频器的发展趋势变频器是利用电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。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。交流电机变频调速已成为当代电动机调速的潮流，它以体积小、重量轻、转矩大、精度高、功能强、可靠性高、操作简便、便于通信等功能优于以往的任何调速方式，因而在钢铁、有色、石油、石化、化纤、纺织、机械、电力、电子、建材、煤炭、医药、造纸、注塑、卷烟、吊车、城市供水、中央空调及污水处理行业得到普遍应用。文章介绍了日、美、欧发达国家变频调速技术进入我国市场和国产企业崛起的概况，并指出变频器在技术上向高性能、模块化、专用化、多功能发展。用量不断增加，价格不断降低，行业组合兼并的结果，有向国外拓展的可能。交流电动机变频调速已成为当代电机调速的潮流，它以体积小、重量轻、转矩大、精度高、功能强、可靠性高、操作简便、便于通信等功能优于以往的任何调速方式，如变极调速、调压调速、滑差调速、串级调速、整流子电动机调速、液力偶合调速，乃至直流调速。因而在钢铁、有色、石油、石化、化纤、纺织、机械、电力、电子、建材、煤炭、医药、造纸、注塑、卷烟、吊车、城市供水、中央空调及污水处理行业得到普遍应用。运动控制系统的发展变频器是运动控制系统中的功率变换器，运动控制系统是作为机电能量变换器的电气传动技术的发展。当今的运动控制系统是包含多种学科的技术领域，总

变频器的现状及发展趋势_张祥星

《装备制造技术》2011年第9期随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，自20世纪60年代起，变频器问世到现在，经过数十年的发展，已经开始逐渐成熟完善起来。尤其是高压大功率变频调速装置，不断成熟。近年来，一些新技术、新材料的出现和应用，研制出了更好的器件或是单元串联，这样就进一步解决了一直以来困扰人们的高压问题。使其应用的领域和范围更加广泛，同时，也使得更为高效、合理地利用能源成为可能。20世纪80年代开始，变频器在西方主要工业国家广泛使用，并随进口设备配套引入中国，至90年代时，在中国得到迅速推广[1~3]。变频器是利用电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。电动机是国民经济中主要的耗电大户，高压大功率电动机更为突出，而这些设备大部分都有节能的潜力。大力发展高压大功率变频调速技术，具有深远的意义[4]。同时，随着社会的发展和人民生活水平的提高，中小功率的变频器又逐渐突显出其不可替代的作用。近年来，我国提出了建设节能型社会，倡导和谐发展。因此，在做好高压大功率变频器应兼顾中小功率变频器的发展，这是我国变频器行业今后发展的一大总体趋势。 1变频器的发展现状 1.1国外变频器现状国外变频器产业发展历史较长，除日本外，美、英、德、法、意等发达国家，目前也都已形成了较完整的变频器技术产业体系。同时，几乎所有的产品均具有矢量控制功能，完善的工艺水平，也是国外品牌的一大特点。目前西方各国现阶段的发展状况，主要表现在如下方面：（1）变频调速技术发展较久，具有一定的产业化规模，生产经验、技术水平和产品品质较高；（2）能够生产1万kW以上的SCR变频器，如美国的A-B公司等，但没有10kV高压产品；（3）与变频器相关的产业已经初具规模，形成了产业化生产，能够生产诸如IGBT、IGCT、SGCT等变频器中的多种功率器件；（4）新技术、新工艺不断广泛应用于产品中，促进了高压、高功率、高精度、多功能、智能化变频器的出现，使高压变频器在各个行业中被广泛使用，并取得了显著的经济效益[5]。 1.2国产变频器现状目前，我国国产变频器的生产，主要是交流380V 的中小型变频器，且大部分产品为低压，而高压大功率则很少，能够研制、生产、并提供服务的高压变频器厂商更少，不过是少数几个具备科研能力或资金实力强的企业。并且在技术方面，更是仅仅少数普遍采用V/F控制方式，对中、高压电机进行的变频调速改造。我国高压变频器的品种和性能，还处于发展的初步阶段，仍需大量从国外进口。这一现状主要表现在以下方面：变频器的现状及发展趋势张祥星a，杜慧慧b，张连营c，刘辉a （西南大学，a.工程技术学院；b.动物科技学院； c.重庆市洁净能源与先进材料研究院，重庆400715）摘要：主要介绍了变频器的国内外发展现状、应用以及应用中存在的部分问题，并介绍了未来的发展趋势，为今后我国变频器的发展提供参考依据。关键词：变频器；控制；干扰；发展趋势中图分类号：TN773文献标识码：A文章编号：1672-545X（2011）09-0145-03 收稿日期：2011-06-13 基金项目：南方丘陵山区微耕机系列产品及专用节能发动机研究（CSTC，2007AA1001）作者简介：张祥星（1983—），男，山东邹城人，硕士研究生，农业机械化工程专业，机电一体化方向；杜慧慧（1988-）女，山东泰安人，硕士研究生，微生物学专业，微生物代谢与调控方向；张连营（1986-）男，山东临沂人，博士研究生，能源材料化学专业，电催化及能源工程方向；刘辉（1985—），男，河南漯河人，硕士研究生，农业机械化工程专业，机电一体化方向。

变频器发展趋势

1.合同能源管理模式打开节能服务市场 1.1合同能源管理模式优势明显，广受企业亲睐合同能源管理（Energy Management Contract，简称EMC），即由专业的能源服务公司（简称EMCO）为客户企业提供能源审计、方案设计、项目融资、设备采购、施工和节能量监测等一整套的节能服务，EMCO通过节能收益回收设备成本并获得合理利润的一种模式。 EMC模式具有以下5大优势，受到能耗用户的大力欢迎：（1）企业零投资（2）企业零风险（3）企业免操心（4）节能有保障（5）项目自偿性 1.2相关政策确保EMCO高盈利，节能服务市场快速发展 EMC的模式完全为工业企业所接受，但将资金压力和节能风险全部转移到节能服务公司身上，除非利润很高，否则EMCO不愿意承担这样的风险。而政府的税收优惠政策和财政补贴对保障合同能源管理服务公司盈利性起到了举足轻重的作用。政策1：2010年6月3日，国务院印发《合同能源管理财政奖励资金管理暂行办法》，对采取合同能源管理方式实行节能改造的项目进行奖励，奖励标准为中央财政240元/吨标准煤，省级财政不低于60元/吨标准煤，其中工业项目节能量应该在500吨~10000吨标准煤。政策2：2011年4月，国家发改委、财政部等4部门《关于加快推进合同能源管理促进节能服务产业发展的意见》，对EMC公司暂免征收营业税，暂免征收节能分享期结束后资产转移环节的增值税，合同能源管理公司实施EMC项目收益的所得税实行“三免三减半”。至此，节能服务买卖双方都有动力做节能改造，节能市场有望保持30%的快速增长

2.节能服务盛行下，变频器行业受益明显 2.1节能必节电，变频器是理想的节电设备电机节能是国家实现节能减排的重要方向：电机系统是重要的工业耗能设备，年耗电量达1.2万亿千瓦时，占工业耗电的60%-70%，占全国总耗电量的50%，如果将所有电机系统效率提高5%，每年可节省一个三峡的发电量。考虑到电机的巨大能耗，国家出台多项政策鼓励支持电机节能技术开发和电机节能产品的应用。变频调速是电机节能的最佳途径：变频器通过利用软硬件控制系统来控制电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一种频率，从而实现电动机软启动和变速运行，其平均节电率达到20%-30%，最高达到60%,设备投资回收期仅在1-2年，是工业节能的重要设备。图2.1 电机节能的三大途径，变频调速节能显著 2.2变频器的节电原理和组成变频器通过变频调速和软启动实现节能：（1）变频节能：为了保证生产的可靠性，生产机械在设计配用动力驱动时都留有一定的富余量，即电动机总是满负荷运转，而负载的风机和水泵很少满负荷运转，这时通过调整挡板或阀门的开度来满足实际工况的需要，结果是大量的能量损失在挡板或阀门上。通过变频器调节电机转速来降低电机的输出功率，则可以在满足工况需要的前提下节省大量电能。（2）软启动节能，电机硬启动时电流是额定的5~6倍，不但会影响电机的使用寿命而且消耗较多的电量。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能实现电流平滑的升降，达到节能的目的。变频器由主电路、控制电路、操作显示电路和保护电路四部分构成。（1）主电路，该设备首先通过整流器把不可调频调压的交流电变换为直流电，然后通过逆变器把直流电源逆变为一定频率和电压的交流电供负载使用；（2）控制电路，采用微机进行全数字控制，主要靠软件完成调频等功能；（3）操作显示电路，用于运行操作、参数设臵、运行状态显示和故障显示；（4）保护电路，用于变频器本身保护及电动机保护。图2.2 变频器的基本构成（交-直-交）

中国变频器产业的未来发展趋势

中国变频器产业的未来发展趋势发布时间:2010年4月19日点击次数:[220] 1 引言随着电力电子技术、计算机技术以及自动控制技术的迅速发展，电气传动技术正面临一场历史性的革命。经过了二十多年的发展，近代交流传动逐渐成为电气传动的主流。异步电动机调速系统中，效率最高、性能最好的是变频调速系统，因此，对变频调速的研究是当前电气传动研究中最活跃、最有实际应用价值的工作。变频器产业的潜力非常巨大，值得强调的是，这里的“变频器产业”应该是“变频器技术产业”，或者是inverter technology产业。正如IT产业不仅限于PC一样，变频器技术产业包括所有与变频器技术相关的产业，即电力电子器件的生产、驱动保护集成电路的生产、电气传动与系统控制技术、工业应用与其它。变频器的快速发展得益于电力电子技术、计算机技术和自动控制技术及电机控制理论的发展。当前竞争的焦点在于高压变频器的研究开发生产方面。变频器的发展水平是由电力电子技术、电机控制方式以及自动化控制水平三个方面决定的。在低压变频器领域，由于电力电子器件的耐压问题已解决，因此，形成了标准的电路拓朴结构，也不容易产生新的创新拓朴。也正因为功率开关器件的耐压满足不了中、高压变频器的需要，因此人们为了回避这个世界级的难题，创造了一些电路拓扑比如交交变频、单元串联多重化、三电平……如果器件的耐压能解决，则中、高压变频器不也就象低压变频器一样可以形成相同的统一的电路拓扑吗？所幸的是笔者发明的功

率开关直接串联技术，彻底解决了功率开关器件的耐压问题，从而为人类对几千伏、几万伏、几十万伏的电压进行随心所欲的控制、管理开辟了一条新的道路。其中的应用之一就是使真正的直接高压变频器成为了现实。电机控制方式决定了变频器的性能水平和应用范围、效果。国产变频器都停留在V/F 控制方式，决定了国产变频器只在中低端市场，特别是在风机、泵类的调速应用市场为主，难以和进口品牌匹敌。成都佳灵推出的直接速度控制方式(DSC)，也许将彻底改变这一现象。信息技术的发展也带动了自动化技术的发展，DSP运算技术引入变频器中，使复杂的实时运算，有了实现的手段，组成成套系统，变得轻松自如。人类对未知世界的不断探索，以及对地球可持续发展的忧虑，是变频器发展的强大动力。由于中国经济的蓬勃发展，改革开放已发展到只有靠降低能耗、提高质量，特别是用现代电子技术改造传统产业，从而使中国利用巨大的存量资产，低成本、快速地实现现代化成为迫切任务。现代电子技术有两大基石，一为信息处理技术，相当于人的大脑;另一为执行技术，相当于人的四肢。而变频器作为执行技术的主力军，当然会形成巨大的商机。这样将大大促进我国电力电子技术的发展，特别是变频技术的发展。 2 交流调速技术的发展现状以及存在的问题近年来，交流调速在国内外发展十分迅速，打破了过去直流拖动在调速领域中的统治地位，交流调速拖动已进入了与直流拖动相媲美、相竞争、相抗衡的时代，并有取代的趋势，这是现代电力拖动发展的主要特征。电机及电气传动技术在国际上已形成相当规模的应用产业，变频器产业的发展，首先需要得到国家宏观政策的支持，其次作为生产厂家必须提高内功，需要提高变频器相关理论的研究工作，产品的设计和制造有关的技术，以及与产品应用有关的各种技术。由于国产厂家制造变频器历史比较短，技术积累相对较少。国内自动化行业的部分

变频器分类及发展趋势

变频器分类及发展趋势变频器的分类变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM 控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。 VVVF：改变电压、改变频率CVCF：恒电压、恒频率。各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均为400V/50Hz或200V/60Hz（50Hz），等等。通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作变频器。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC）。用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。 1、按变换的环节分类：可分为交-交变频器，即将工频交流直接变换成频率电压可调的交流，又称直接式变频器；交-直-交变频器，则是先把工频交流通过整流器变成直流，然后再把直流变换成频率电压可调的交流，又称间接式变频器，是目前广泛应用的通用型变频器。 2、按直流电源性质分类：（1）电流型变频器电流型变频器特点是中间直流环节采用大电感作为储能环节，缓冲无功功率，即扼制电流的变化，使电压接近正弦波，由于该直流内阻较大，故称电流源型变频器（电流型）。电流型变频器的特点（优点）是能扼制负载电流频繁而急剧的变化。常选用于负载电流变化较大的场合。（2）电压型变频器电压型变频器特点是中间直流环节的储能元件采用大电容，负载的无功功率将由它来缓冲，直流电压比较平稳，直流电源内阻较小，相当于电压源，故称电压型变频器，常选用于负载电压变化较大的场合。

通用变频器技术的发展和展望

通用变频器技术的发展和展望关键字：变频器通用变频电力电子 IGBT IPM PWM DTC 了解近十年来国外通用变频器的技术发展对于深入了解交流传动与控制技术的发展走向以及如何站在高起点上结合我国国情开发我国自己的产品都具有十分积极的意义。 1. 前言交流传动与控制技术是目前发展最为迅速的技术之一，这是和冉力电子器件制造技术、变流技术控制技术以及微型计算机和大规模集成电路的飞速发展密切相关。通用变频器作为早个商品开始在国内上市，是近十年的事，销售额逐年增加，于今全年有超过数十亿元（RMB）的市场。其中，各种进口品牌居多，功率小至百瓦大至数千千瓦；功能简易或复杂；精度低或高；响应慢或快：有PG（测速机）或无PG;有噪音或无噪音等等。对于许多用户来说,这十年中经历了多次更新，现所使用的变频器大都属于目前最为先进的机型如果从应用的角度来说，我们的水准与发达国家没有什么两样。作为国内制造商,通过这十年来对国外的先进技术进行销化，也正在积极地进行国产变频器的自主开发．努力追赶世界发达国家的水平。回顾近十年来国外通用变频器技术的发展对于深入了解交流传动与控制技术的走向，以及如何站在高起点上结合我国国情开发我国自己的产品应该说具有十分积极的意义。 2. 关于功率器件变频技术是建立在电力电子技术基础之上的。在低压交流电动机的传动控制中，应用最多的功率器件有GTO、GTR、IGBT以及智能模块IPM(Intelligent Power Module），后面二种集GTR的低饱和电压特性和MOSFET的高频开关特性于一体是目前通用变频器中最广泛使用的主流功率器件。IGBT集射电压Vce可＜3V,频率可达到20KHZ,内含的集射极间超高速二极管Trr可达150ns,1992年前后开始在通用变频器中得到广泛应用。其发展的方向是损耗更低,开关速度更快、电压更高,容量更大(3.3KV、 1200A), 目前，采用沟道型栅极技术、非穿通技术等方法大幅度降低了集电极一发射极之间的饱和电压[VCE（sat)]的第四代IGBT 也已问世。第四代IGBT的应用使变频器的性能有了很大的提高。其一是ICBT开关器件发热减少，将曾占主回路发热50－70％的器件发热降低了30％。其二是高载波控制，使输出电流波形有明显改善；其三是开关频率提高，使之超过人耳的感受范围，即实现了电机运行的静青化；其四是驱动功率减少，体积趋于更小。而IPM的投入应用比IGBT约晚二年，由于IPM包含了1GBT芯片及外围的驱动和保护电路。甚至还有的把光耦也集成于一体，因此是种更为好用的集成型功率器件，目前，在模块额定由流10－600A范围内，通用变频器均有采用IPM的趋问，其优点是：（1）开关速度快，驱动电流小，控制驱动更为简单。

变频器的现状和发展的趋势

变频器的现状和发展的趋势在当今工业社会，环保和节能显得越来越重要，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 1.1什么是变频器变频器是利用电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—交变频器，交—直—交变频器。交—交变频器可直接把交流电变成频率和电压都可变的交流电；交—直—交变频器则是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直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。控制回路则由单片机、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，据清华大学电机权威人士统计，我国电机的总装机容量已达4亿千瓦，年耗电量达6000亿千瓦时，约占工业耗电量的80%。我国在用的电机拖动系统总体装备水平仅相当于发达国家50年代水平。另外据统计，对于塑胶行业的电费成本，约占整个生产成本的20%～50%。在发达国家，变频器在电机投用的普及率已达到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有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已初步涉及到电子、机械、石化、冶炼、纺织、汽车等多种行业，应用范围已覆盖注塑机、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省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，而启动转矩大； 3、启动平滑，消除机械的冲击力，保护机械设备； 4、对电机具有保护功能，降低电机的维修费用； 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、FUJI FVRG5／P5系列，SANKEN SVF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，缺点是系统性能不高，比较适合应用在风机、水泵场合。具体来说，其控制曲线会随着负载的变化而变化；转矩响应慢，电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降稳定性变差等。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：八十年代初日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目的，一次生

变频调速及其控制技术的现状与发展趋势

变频调速及其控制技术的现状与发展趋势摘要:变频调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电效果在各个领域得到广泛的应用，为节能降耗、改善控制性能、提高产品的产量和质量提供了重要手段。本文首先回顾了变频调速技术的发展历史和现状，然后总结了变频调速中的关键控制技术，并介绍了智能控制理论在变频调速系统中的应用情况,最后指出了变频调速技术的发展趋势。关键字：变频调速技术矢量控制异步电动机PWＭ技术智能控制 1变频调速技术的发展历史及现状变频调速技术涉及到电力、电子、电工、信息与控制等多个学科领域。随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的发展，以变频调速为代表的近代交流调速技术有了飞速的发展。交流变频调速传动克服了直流电机的缺点,发挥了交流电机本身固有的优点（结构简单、坚固耐用、经济可靠、动态响应好等),并且很好地解决了交流电机调速性能先天不足的问题。交流变频调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电效果以及在***＊*领域的广泛适用性，而被公认为是一种最有前途的交流调速方式,代表了电气传动发展的主流方向。交流调速技术为节能降耗、改善控制性能、提高产品的产量和质量提供了至关重要的手段。变频调速理论已形成较为完整的科学体系，成为

一门相对独立的学科。变频装置有交-直-交系统和交-交系统两大类。交-直-交系统又分为电压型和电流型,其中,电压型变频器在工业中应用最为广泛。本文所涉及的就是此类变频调速理论和技术。２0世纪是电力电子变频技术由诞生到发展的一个全盛时代。最初的交流变频调速理论诞生于20世纪2０年代,直到60年代，由于电力电子器件的发展，才促进了变频调速技术向实用方向发展。70年代席卷工业发达国家的石油危机，促使他们投入大量的人力、物力、财力、去研究高效率的变频器，使变频调速技术有了很大的发展并得到推广应用。80年代,变频调速已产品化,性能也不断提高，发挥了交流调速的优越性,广泛地应用于工业各部门,并且部分取代了直流调速。进入９0年代,由于新型电力电子器件如IGＢT(绝缘栅双极晶体管Iｎsolａted Gate Bipolar Trａnsistor），ＩGCT(集成门极换向型晶闸管Intｅgrated ＧaｔｅCoｍmutaｔed Thyrｉstor)等的发展及性能的提高、计算机技术的发展,如由16位机发展到３２位机以及DSP(数字信号处理器Dｉgitａｌｓignal processor）的诞生和发展等以及先进控制理论和技术的完善和发展(如磁场定向矢量控制、直接转矩控制）等原因，极大地提高了变频调速的技术性能,促进了变频调速技术的发展,使变频器在调速范围、驱动能力、调速精度、动态响应、输出性能、功率因数、运行效率及使用的方便性等方面大大超过了其它常规交流调速方式，其性能指标也超过了直流调速系统,达到取代直流调速系统的地步。目前，交流变频调速以其优越的性能而深受各行业的普遍欢迎，在电力、轧钢、造纸、化工、水泥、煤炭、

变频器的现状及其未来的技术发展

现在，变频技术在发达国家己经成熟，随着新的电力电子器件的不断出现，新的变频技术层出不穷，使其得到了更广泛的推广应用。变频技术的迅速发展是建立在电力电子技术的创新、电力电子器件及材料的开发及器件制造工艺水平提高基础之上的，尤其是高压大容量绝缘栅双极晶体管IGBT、集成门极换流晶闸管工IGCT器件的成功开发，使大功率变频技术得以迅速发展，性能日益完善。目前市场上新型变频器品牌繁多，各有千秋。通过分析发现，这类变频器有许多共同点。下面对变频器的现状及其未来的技术发展方向进行分析介绍。 1、变频器的现状 1.1变频器的市场情况我国50%一60%的发电量用于交流电动机，而容量在3巧kw以上，额定电压一般为3一10kV的电动机占电动机总装机容量的40%一50%。由于我国中压变频技术仍没有形成产业化，落后于国外发达国家，因此这部分电动机在负载工况变化时，缺少经济可靠的调速手段，每天都在浪费着大量的电能，因此国内潜在着巨大的中压大功率变频器市场。世界上各大知名的电气公司，如西门子、ABB、AB、AEG、东芝等，都在这一领域展开激烈的竞争，投入大量的人力、物力和财力，开发研制高性能的产品，以抢占我国中压大功率变频器的市场。国家计委预计在今后十五年内，使我国变频器总需求的投资额在500亿元以上，而其中6q%一70%是中压大功率变频器。我国的高压变频器市场具有其特殊性，包括：(1)行业性很强，主要集中在冶金、电力、供水、石油、化工、煤炭等行业。在工业用电中石油、煤炭等能源行业耗电占22.34%；化工占14.73%；冶金占14.18%；机械建材占10.96%；供水占10.53%(2)目前全国各行业中，只有少数企业的高压电机使用了调速方式，市场空白点多。 (3)高压变频器属投资类设备，主要用于节能和改善生产工艺。用户是否购买此类设备与政府的政策导向关系很大。如政府推广力度较大，市场启动会快一些，反之则慢。另一方面市场还受国际、国内经济大环境的影响以及国内某些行业的整体经济效益好坏的影响。因此在未来市场发展过程中仍存在着一些不确定的因素(4)海外公司的知名品牌产品大举进入我国市场的可能性较大，各方应有所准备。 1.2变频器的变频技术的现状交一交变频是早期变频的主要形式，适应于低转速大容量的电动机负载。其主电路开关器件处于自然关断状态，不存在强迫换流问题，所以第一代电力电子器件—晶闸管就能完全满足它的要求。由于其技术成熟，在国内开发研制也最多，目前在国内仍有一定的市场。交一交变频在其主接线中需要大量的晶闸管，结构复杂，维护工作量较大，并因采用移相控制方式，功率因数较低，一般仅有0.6~0.7，而且谐波成分大，需要无功补偿和滤波装置，使得总的造价提高。交一直一交变频采用了多种拓扑结构，如中一低一中方式，其实质上还是低压变频，只不过从电网和电动机两端来看是高压。由于其存在着中间低压环节，所以具有电流大、结构复杂、效率低、可靠性差等缺点。由于其发展较早，技术也比较成熟，所以目前仍广泛应用。随着中压变频技术的发展，特别是新型大功率可关断器件的研制成功，中一低一中方式具有被逐步淘汰的趋势。而直接中压变频方式，因没有中间的低压环节，结构上有着广阔的发展前景。