相比较国外变频器的发展状况,我国的变频器应用起步较晚,直到20世纪90年代末期才得到较为广泛的推广。国内变频技术发展状况,可以概括为:变频器的整体技术相对落后,和国外在变频调速研宄上取得的先进成果比,存在着较大的差距;变频器使用的核心部件技术空白,目前来说,变频器的生产中需要的关键功率器件,在国内几乎没有厂家可以生产,导致我们核心技术受制于国外,必须依靠进口;主要产品集中在低压产品和中低端市场。由于产品可靠性和工艺水平不高,目前国内变频器产品主要面向低压和对性能要求一般的市场,高性能、大功率市场主要被国外大公司占领。
步入21世纪后,国产变频器逐步崛起,现已逐渐抢占高端市场。上海和深圳成为国产变频器发展的前沿阵地。
按变换频率的方法分类
变频器按频率变换的方法分为交-交型变频器和交-直交型变频器。交-交型变频器可将工频交流电直接转换成频率、电压均可以控制的交流,故称直接式变频器。交直-交型变频器则是先把工频交流电通过整流装置转变成直流电,然后再把直流电变换成频率、电压均可以调节的交流电,故又称为间接型变频器。
矩阵式交—交控制方式
VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低,谐波电流大,直流电路需要大的储能电容,再生能量又不能反馈回电网,即不能进行四象限运行。为此,矩阵式交—交变频应运而生。由于矩阵式交—交变频省去了中间直流环节,从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能实现功率因数为l,输入电流为正弦且能四象限运行,系统的功率密度大。该技术虽尚未成熟,但仍吸引着众多的学者深入研究。其实质不是间接的控制电流、磁链等量,而是把转矩直接作为被控制量来实现的。具体方法是:
1、控制定子磁链引入定子磁链观测器,实现无速度传感器方式;
2、自动识别(ID)依靠的电机数学模型,对电机参数自动识别;
3、算出实际值对应定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制; [8]
4、实现Band—Band控制按磁链和转矩的Band—Band控制产生PWM信号,对逆变器开关状态进行控制。 [8]
矩阵式交—交变频具有快速的转矩响应(需要控制的电机及变频器自身
1)电机的极数。一般电机极数以不多于(极为宜,否则变频器容量就要适当加大。
2)转矩特性、临界转矩、加速转矩。在同等电机功率情况下,相对于高过载转矩模式,变频器规格可以降额选取。3)电磁兼容性。为减少主电源干扰,使用时可在中间电路或变频器输入电路中增加电抗器,或安装前置隔离变压器。一般当电机与变频器距离超过50m时,应在它们中间串入电抗器、滤波器或采用屏蔽防护电缆 。