变频调速及其控制技术的现状与发展趋势
变频调速能量回馈控制技术的现状与发展趋势

变频调速能量回馈控制技术的现状与发展趋势摘要: 通用变频器能量回馈PWM控制系统是一种采用有源逆变方式把电动机减速制动时产生的再生能量回馈电网的装置。
它可以克服通用变频器传统制动电阻方式低效、难以满足快速制动和频繁正反转的不足,使通用变频器可在四象限运行。
本文首先回顾了变频调速能量回馈控制技术的发展历史及现状。
设计了一种基于智能功率模块IPM的新型控制系统,并详细介绍了主电路、控制电路、驱动和保护电路的设计思路。
最后指出了能量回馈技术的发展趋势。
关键词:变频调速技术能量回馈再生制动 PWM控制智能功率模块检测技术1 引言变频调速技术涉及电子、电工、信息与控制等多个学科领域。
采用变频调速技术是节能降耗、改善控制性能、提高产品产量和质量的重要途径,已在应用中取得了良好的应用效果和显著的经济效益。
但是,在对调速节能的一片赞誉中,人们往往忽视了进一步挖掘变频调速系统节能潜力和提高效率的问题。
事实上,从变频器内部研究和设计的方面看,应用或寻求哪一种控制策略可以使变频驱动电机的损耗最小而效率最高?怎样才能使生产机械储存的能量及时高效地回馈到电网?这正是提高效率的两个重要途径。
第一个环节是通过变频调速技术及其优化控制技术实现"按需供能",即在满足生产机械速度、转矩和动态响应要求的前提下,尽量减少变频装置的输入能量;第二个环节是将由生产机械中储存的动能或势能转换而来的电能及时地、高效地"回收"到电网,即通过有源逆变装置将再生能量回馈到交流电网,一方面是节能降耗,另一方面是实现电动机的精密制动,提高电动机的动态性能。
本文讨论的就是变频调速系统节能控制的第二个环节-变频调速能量回馈控制技术。
在能源资源日趋紧张的今天,这项研究无疑具有十分重要的现实意义。
2 通用变频器在应用中存在的问题通用变频器大都为电压型交-直-交变频器。
三相交流电首先通过二极管不控整流桥得到脉动直流电,再经电解电容滤波稳压,最后经无源逆变输出电压、频率可调的交流电给电动机供电。
变频调速技术的现状与发展(王经纬)

变频调速技术的现状与发展王经纬(山东大学控制科学与工程学院,山东济南 250002)摘要:变频调速以其优异的调速和启制动性能,高效率、高功率因数和节能效果,广泛的适用范围及其他许多优点,已成为高性能交流调速领域中世界各国备受关注和重点发展的技术之一。
本文概述了其行业现状和未来发展趋势,重点论述了其优势及其发展历史、国内外现状、控制方式、未来发展方向及今后应做的工作。
关键字:变频调速系统;矢量控制;PWM技术0引言20世纪70年代以来,随着电力电子技术和控制理论的高速发展,交流电机变频调速技术取得了突破性的进展。
变频调速以其优异的调速和启制动性能,高效率、高功率因数和节能效果,广泛的适用范围及其他许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式,是当今节能、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境,推动技术进步的一种主要手段。
目前,国内变频调速系统的研究非常活跃,但是在产业化方面还不是很理想,市场的大部分份额还是被国外公司所占据。
因此,加快国内变频调速系统的发展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,这就需要对国际变频调速技术的现状和发展趋势有一个全面、深入的了解。
1变频调速技术的优势及其发展历史1.1变频调速技术的优势电气传动控制系统通常由电动机、控制装置和信息装置3部分组成。
它分成不调速和调速两大类,调速又分交流调速和直流调速两种方式。
不调速电动机直接由电网供电,但随着电力电子技术的发展这类原本不调速的机械越来越多地改用调速传动以节约电能(节约15%~20%或更多),改善产品质量,提高产量。
近年来交流调速中最活跃、发展最快的就是变频调速技术。
变频调速是交流调速的基础和主干内容。
变频调速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地实现恒转矩或者恒功率调速。
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
一、变频技术的发展趋势
1.适应条件多变的智能控制
随着工业4.0技术的发展,越来越多的智能设备需要能够根据变化环
境和条件进行实时变化,以满足用户的需求。
变频技术在这一方面起到了
重要作用,可以实时监测电机状态,可以根据实时条件调整电机的转速,
降低运行能耗,提高运行效率。
2.节能减排
随着节能减排的要求日益增加,变频技术非常适合实现节能减排的目标,因为它可以根据实时的条件调整电机的功率,从而减少电机的能耗和
排放。
加之变频技术可以降低机械金属磨损,从而提高加工质量,减少设
备维护的工作量,同时还可以降低润滑油的使用量,从而实现节能减排。
3.可靠性和稳定性
变频技术可以改善电机的可靠性和稳定性,变频器可以控制电机的转速,可以实现自动调节,避免由于过载或过电流而导致的电机烧坏。
此外,变频技术还可以减少电机运行中的噪声,提高电机的稳定性,确保电机的
长期可靠性。
二、变频技术应用
变频技术在工业领域的应用日益广泛,其可以应用到包括搅拌机、洗
衣机、空调、泵、风机等等场景中。
1.搅拌机
搅拌机是一种经常被用于制造类产品的重要设备。
变频调速系统的发展现状与前景展望

变频调速系统的发展现状与前景展望第一篇:变频调速系统的发展现状与前景展望变频调速系统的发展现状与前景展望清华大学电机系冬雷李永东[摘要]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。
[关键词] 通用变频电力电子 IGBT IPM PWM DTC1.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。
2024年变频调速电机市场发展现状

2024年变频调速电机市场发展现状概述变频调速电机是一种使用变频器来控制电动机转速的装置,由于其调速范围广、效率高、节能环保等优势,目前在工业领域得到广泛应用。
本文将就变频调速电机市场的发展现状进行分析和总结。
市场规模变频调速电机市场的规模与电力、工业生产等领域的发展密切相关。
根据调研数据显示,近年来,国内变频调速电机市场规模呈现逐年增长的趋势。
预计到2025年,中国变频调速电机市场将达到XXX亿元。
市场驱动因素1.环保节能要求:随着环境保护意识的提高,对工业设备节能减排的要求也越来越严格。
变频调速电机具有优异的节能效果,能够满足环保要求,因此受到市场的青睐。
2.自动化需求:随着工业自动化水平的提高,对电动机的精确控制要求也越来越高。
变频调速电机具有精确控制转速的能力,能够满足自动化生产线的需求,因此在自动化领域得到广泛应用。
3.新能源发展:随着新能源行业的兴起,对电动机的需求也在不断增加。
变频调速电机作为新能源设备中不可或缺的组成部分,正在逐渐渗透到新能源市场中。
市场竞争格局当前,变频调速电机市场存在着激烈的竞争。
主要厂商通过技术研发、品牌营销等手段争夺市场份额。
在国内市场中,一些知名的变频调速电机制造商已经形成了一定的规模,并且具有较强的研发实力和品牌影响力。
市场趋势1.高效节能:随着节能理念的普及,未来市场将更加注重变频调速电机的高效节能特性。
厂商将进一步提升产品的节能性能,以满足市场需求。
2.智能化:随着物联网和人工智能技术的发展,未来变频调速电机将实现智能化控制和远程监控。
这将大大提高设备的可靠性和运行效率。
3.产业升级:未来变频调速电机市场将呈现出产品结构升级、技术创新和行业整合加强等趋势。
厂商需要不断提高自身的研发和制造水平,以适应市场变化。
发展挑战1.技术壁垒:变频调速电机市场具有较高的技术门槛,需要厂商具备一定的研发实力和技术专长。
对于中小型企业而言,技术壁垒可能是一个制约发展的因素。
高压变频调速技术装置的未来发展趋势和挑战

高压变频调速技术装置的未来发展趋势和挑战随着科技的不断进步和工业领域的不断发展,高压变频调速技术装置正成为工业生产过程中不可或缺的重要装备。
高压变频调速技术装置能够有效地控制电机的转速,实现对工业生产过程的精确控制,提高生产效率和能源利用率。
然而,要实现高压变频调速技术装置的未来发展,还面临着一些挑战。
首先,高压变频调速技术装置将更加智能化。
随着人工智能和物联网技术的不断发展,高压变频调速技术装置将能够实时监测生产过程中的数据,并通过算法进行分析和优化。
装置将能够自动调节电机的转速,使其达到最佳效果,并根据不同的工况要求进行智能调整。
同时,装置还可以与其他设备进行互联,形成一个智能化的工业生产系统,实现生产过程的自动化和智能化。
其次,高压变频调速技术装置的节能效果将得到进一步提升。
能源资源日益紧缺,节能减排已成为各国政府的重要政策。
高压变频调速技术装置具有多级减速功能,能够根据实际需求精确调整电机的运行速度,避免能源的浪费。
随着技术的不断创新,高压变频调速技术装置将进一步提高能源的利用效率,实现更为节能环保的工业生产。
再次,高压变频调速技术装置的可靠性和稳定性将得到增强。
在工业生产过程中,高压变频调速技术装置承担着关键任务,一旦出现故障将会影响整个生产线的正常运行。
因此,提高装置的可靠性和稳定性将成为未来的发展方向之一。
通过采用先进的控制算法和可靠的硬件设计,高压变频调速技术装置将能够保证长时间的稳定运行,并具备故障自诊断和快速修复的能力。
此外,高压变频调速技术装置的安全性也是一个亟待解决的问题。
在高压和大功率的工作环境下,一旦装置发生故障或操作失误,可能会对工作人员和设备造成严重的安全隐患。
因此,未来的发展趋势是在设计和制造过程中更加注重装置的安全性,并加强安全措施的研究和应用,确保装置在工作过程中的安全可靠性。
最后,高压变频调速技术装置的应用范围将进一步扩大。
目前,高压变频调速技术装置主要应用于重工业和能源行业,如钢铁、石化、煤矿等领域。
变频器调速发展的趋势如何

变频器调速发展的趋势如何随着产业的发展和能源的快速消耗,能效成为一个重要的问题。
在这种情况下,变频器调速技术的应用逐渐成为解决能效问题的重要手段。
变频器调速技术通过改变电机的工作频率,调整电机的转速,从而实现对电机的精确控制。
因此,变频器调速技术被广泛应用于各个领域,例如工业制造、建筑、交通等。
变频器调速技术的发展趋势主要体现在以下几个方面:1. 高效节能:能源效益将是变频器调速技术发展的重要指标,高效节能是未来变频器调速技术发展的主要方向。
目前,随着电机制造技术的进步和电子元器件的不断升级,变频器调速技术的能效已经得到了较大提高。
未来,随着材料科学和电力电子技术的不断发展,变频器的能效还将进一步提升。
同时,逐渐普及的可再生能源的应用也将促进变频器调速技术的发展。
2. 多功能集成:未来的变频器将趋向于多功能集成,不仅能实现电机的调速控制,还能集成其他控制功能。
例如,变频器可以与传感器、PLC等设备进行联动,实现更加智能化的控制。
此外,变频器还可以集成故障检测、预警等功能,实现对电机工作状态的实时监测,提前预防故障的发生。
3. 精确控制:在工业制造和交通领域,对电机的精确控制要求越来越高。
未来的变频器调速技术将注重提高控制的精度和稳定性。
通过引入高精度的传感器、改进控制算法等手段,实现对电机转速、功率、扭矩等参数的精确控制。
4. 网络化通信:随着信息技术的发展,网络化通信将成为未来变频器调速技术的重要发展方向。
变频器可以与上位机进行远程通信,实现对电机工作状态的远程监测和控制。
此外,通过与其他设备的网络连接,变频器可以实现设备之间的协同工作,提高生产效率和能源利用率。
5. 环保节能:变频器调速技术的应用有助于降低能源消耗,减少对环境的污染。
未来,变频器调速技术将更加注重环保节能。
例如,变频器可通过回馈能量和能量回收等技术,将电机运行时产生的惯性能量转化为电能,并回馈到电网中。
这不仅能减少能源浪费,还能降低对能源资源的需求。
变频调速系统的发展现状与前景展望论文

变频调速系统的发展现状与前景展望论文摘要:详细介绍了目前变频调速领域研究的热点问题,分析了最新技术发展对变频调速系统产业化所带来的影响,并对变频调速系统的发展前景进行了预测。
关键词:变频调速系统 PWM 数字控制1 前言当前全球经济发展过程中,有两条显著的相互交织的主线:能源和环境。
能源的紧张不仅制约了相当多发展中国家的经济增长,也为许多发达国家带来了相当大的问题。
能源集中的地方也往往成为全世界所关注的热点地区。
而能源的开发与利用又对环境的保护有着重大影响。
全球变暖、酸雨等一系列环境灾难都与能源的开发与利用有关。
能源工业作为国民经济的基础,对于社会、经济的发展和人民生活水平的提高都极为重要。
在高速增长的经济环境下,中国能源工业面临经济增长与环境保护的双重压力。
有资料表明,受资金、技术、能源价格的影响,中国能源利用效率比发达国家低很多。
90年代中国高耗能产品的耗能量一般比发达国家高12%-55%左右,90%以上的能源在开采、加工转换、储运和终端利用过程中损失和浪费。
如果进行单位GNP能耗(吨标准煤/千美元)的国家比较(90年代中期),中国分别是瑞士、意大利、日本、法国、德国、英国、美国、加拿大的14.4倍、11.3倍、10.6倍、8.8倍、8.3倍、7.2倍、4.6倍、和4.2倍。
1995年,中国火电厂煤耗为412克标准煤/kWh,是国际先进水平的1.27倍。
由此可见,对能源的有效利用在我国已经非常迫切。
作为能源消耗大户之一的电机在节能方面是大有潜力可挖的。
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%。
我国各类在用电机中,80%以上为0.55-220kW以下的中小型异步电动机。
我国在用电机拖动系统的总体装备水平仅相当于发达国家50年代水平。
因此,在国家十五计划中,电机系统节能方面的投入将高达500亿元左右,所以变频调速系统在我国将有非常巨大的市场需求。
目前,国内变频调速系统的研究非常活跃,但是在产业化方面还不是很理想,市场的大部分还是被国外公司所占据。
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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、纺织、铁路、食品、船舶、机床等传统工业的改造中和航天航空等新技术的发展应用中无不看到变频调速技术的踪影,变频调速技术取得了显著的经济效益。
国外交流变频调速技术的现状具有以下特点:(1)在功率器件方面,近年来高电压、大电流的SCR、GTO、IGB T、IGCT等器件的生产以及并联、串联技术的应用,使高电压、大功率变频器产品的生产及应用成为现实。
(2)在微电子技术方面,16位、32位的高速处理器以及DSP 和ASIC(专用集成电路Application Specific IC)技术的快速发展,为实现变频器高精度、多功能化提供了硬件手段。
(3)在控制理论方面,矢量控制、磁通控制、转矩控制、智能控制等新的控制理论为研制高性能变频器的发展提供了相关理论基础。
(4) 在产品化生产方面,基础工业和各种制造业的高速发展,促进了变频器相关配套件的社会化、专业化生产。
在国家“八五”科技攻关计划中,交流调速技术被列为重点科技攻关项目。
在“九五”计划中,交流调速及相关技术也受到重视。
但是我国电力半导体器件虽然经过较长时间的发展,总体水平仍然很低,几乎不具备新产品的独立开发能力。
IGBT、GTO器件的生产虽引进了国外技术,但一直未形成规模经济效益,变频器产品所用半导体功率器件的制造也几乎是空白,这在一定程度上影响了变频调速技术的发展。
从总体上看我国电气传动的技术水平较国际先进水平差距10-15年。
在大功率交-交变频技术、无换向器电机等方面,国内虽然有少数科研单位有能力制造,但在数字化及系统可靠性方面与国外相比,还有相当差距。
在中小功率变频技术方面,国内几乎所有的产品都是采用普通V/F控制,仅有少量样机采用矢量控制,品种与质量还不能满足市场需要,只能靠大量进口产品满足需求。
2变频调速中的关键控制技术及其发展(1)矢量控制技术1971年西门子公司提出的矢量变换控制是一种新的控制思想和控制理论。
其基本思想是把交流电机模拟成直流电机进行控制。
它是以转子磁场定向,采用矢量交换的方法实现交流电动机的转速和磁链控制的完全解耦。
迄今为止,矢量控制技术已经获得了长足的发展。
(2)无速度传感器矢量控制技术近年来高性能异步电机调速系统得到广泛的应用,而速度传感器的安装、维护以及低速性能等方面的问题,影响了异步电机调速系统的简便性、廉价性和可靠性。
无速度传感器异步电机的控制已越来越受到人们的关注和重视。
无速度传感器矢量控制变频器既具有矢量控制高性能的优点,又具有通用变频器没有速度传感器的长处,但是,在进行矢量控制时如何获得速度信号是无速度传感器矢量控制的技术关键。
无速度传感器控制系统获得速度信号的方法是用直接计算、参数辨识、状态估计、间接测量等手段,根据电机定子较易测量的定子电压、电流计算出与速度有关的量,从而得到转子速度,并将其用于速度反馈系统之中。
常用的方法有:利用电机的基本方程式(静态和动态)导出速度的方程式进行计算;根据模型参考自适应控制的理论,选择合适的参考模型和可调整模型,利用自适应算法辨识出速度;利用电机的齿谐波电势计算速度等。
从1983年提出无速度传感器矢量控制策略以来,一直受到学术界和产业界的高度重视,日立、安川电机等公司于1987年分别发表了研究成果,并相继推出了产品。
目前,无速度传感器矢量控制变频器的调速范围为1:50左右,个别厂商有1:75甚至更高的产品。
(3)直接转矩控制技术直接转矩控制技术(简称DTC),是近10年继矢量控制技术之后发展起来的又一新型的高性能交流变频调速技术。
实际上,由于转子磁链难以准确观测,系统特性受电机参数的影响比较大,而且矢量变换比较复杂,存在着某些理论与实践不符的情形。
1985年,德国的M.Depenblock首次提出DTC和理论。
它直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,采用定于磁场定向而无需解耦电流,直接控制电动机的磁链和转矩,着眼于转矩的快速响应,以获得高效的控制性能。
这种控制技术与矢量控制技术相比,对电机参数不敏感,不受转子参数的影响,简单易行,在很大程度上克服了矢量控制技术的缺点,具有广阔的发展和应用前景。
(4)PWM控制技术随着电压型逆变器在高性能电力电子装置,如交流传动、不间断电源和有源滤波器的应用越来越广泛,PWM控制技术作为这些系统的共用及核心技术,引起人们的高度重视,并得到深入研究。
所谓PWM技术就是利用半导体器件的开通和关断把直流电压变成一定形状的电压脉冲序列,来实现频率、电压控制和消除谐波的一门技术。
自关断器件的发展为PWM技术铺平了道路,目前几乎所有的变频调速装置采用这一技术。
PWM技术用于变频器的控制,可以明显改善变频器的输出波形,降低电动机的谐波损耗,并减小转矩脉动,同时还简化了逆变器的结构,加快了调节速度,提高了系统的动态响应性能。
PWM技术除了用于逆变器的控制,还用于整流器的控制,PW M整流器现在已开发成功,利用它可以实现输入电流正弦和电网功率因数为1。
人们称PWM整流器是对电网无污染的“绿色”变流器。
目前已经提出并得到应用的PWM控制方案就不下数十种。
尤其是微处理器应用于PWM技术数字化以后,花样更是不断翻新,从最初追求电压波形的正弦,到电流波形的正弦,再到磁通的正弦,从效率最优,转矩脉动最少,再到消除噪音等,PWM控制技术的发展经历了一个不断创新和不断完善的过程。
目前仍有新的方案不断提出,这说明该项技术的研究方兴未艾。
不少方法已趋成熟,有许多在实际中得到应用。
PWM控制技术一般可分为三大类,即正弦PWM、优化PWM 及随机PWM。
从实现方法上来看,大致有模拟式和数字式两种实现方式。
从控制特性来看主要可分为两种:开环式(电压或磁通控制型)和闭环式(电流或磁通控制型)。
随着计算机技术的不断进步,数字化PWM已逐步取代模拟式PWM,成为电力电子装置共用的核心技术。
交流电机调速性能的不断提高在很大程度上是由于PWM技术的不断进步。
目前广泛应用的是在规则采样PWM的基础上发展起来的准优化PWM法,即三次谐波叠加法和电压空间矢量PWM法,这两种方法具有计算简单、实时控制容易的特点。
(5)数字化控制技术控制技术的数字化是静止变频装置的核心技术,是今后的发展趋势。
目前市场上的变频装置几乎全面实现了数字化控制,由于元件的高性能和小型化,使变频装置实现了控制的高精度。
采用DSP和A SIC实现了快速运算和高精度控制,可以得到良好的电流波形变频器的噪音大幅度降低。
由于应用微电子技术和ASIC,装置的元器件数量得以大幅度减少,从而使变频装置的可靠性大幅度提高。
早期由于受CPU处理速度限制和离散延迟时间的影响,电流控制响应为数毫秒,速度控制响应为十毫秒左右。
近年来CPU处理速度的提高和应用DS P、ASIC控制使扫描时间大幅度缩短,目前电流响应为0.1~0.7ms,速度响应2~4ms,足以满足传动领域的控制要求。
(6)自整定技术在变频调速系统中自整定技术的应用日益广泛,它可以根据速度和负载的变化自动调整控制系统的参数,使得系统具有快速的动态响应。
自整定技术分为离线式和在线式两种。
离线式的研究成果已经在相当多的产品中应用,它是在运行系统程序之前通过运行一段自整定程序,辨识相关数据,并修改系统程序的相关参数,以期获得良好的系统控制性能。
离线式自整定的缺点是当系统运行后,不能实时修改系统参数,因而系统不能获得最佳控制性能。
在线式自整定可以实时修改控制器的参数,因而可以获得最佳控制性能。
自整定技术的研究课题包括:扩大应用范围、提高精度、在线自整定等。
同时,改进控制技术,提高系统鲁棒性也和自整定技术紧密相联系。
3交流变频调速系统中的智能控制理论现代控制理论和智能控制理论在交流传动领域应用十分活跃,在控制量(如磁链、速度、转矩、磁极位置)的检测、估计中已有相当成熟的研究成果,部分成果在产品中得到应用。