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【知识篇】如何判断出变频器产品的优劣

栏目: 技术中心

发表时间: 2018年08月29日

变频器的技术品位的高低是逐步发展而成型的,随着使用要求的提高及技术的发展,器件的品质,功能的扩展,自动化技术的进步而逐步前进的。一般判断产品的质量有以下十个要点是首先要考虑的。

变频器的控制方式

控制方式是决定变频器性能的首位,它取决于软件编程技术。随着时代的前进,技术发展,变频器控制方式有:

(1)V/f=C属开环控制;

(2)SVPWM空间电压矢量控制,属开环控制;

(3)矢量控制VC,属闭环控制,有电流I,磁通φ,转矩T,转速n四种;一般内环是φ、T、I任选一种,外环是n(或w)。

(4)直接转矩控制DTC属闭环控制,在n=0时可有400%Te,以上四种常用的。

2000年后国外出现无反馈装置的变频器,即不需要另外加装传感器或编码器,利用变频器在工作时的电流、电压、磁通、转速变化,通过检测、解耦等器件装置,反馈到输入端 详见图1、表1、表2。自问世后深受用户欢迎和青睐,主要是方便使用,功能不亚于有速度传感器反馈装置的变频器。目前高压变频器控制方式以A、B两种为多数。无反馈装置在试制中,C处于研发中。

独特的几种变频器的控制方法

(1)优化PWM矢量控制

正弦脉宽调制SPWM具有电路简单、线性度好的优点,但输出电压不高,最大线性输出电压幅值仅为输入电压的/2=0.866,其实质是相电压控制法。优化PWM矢量控制模式采用双调制过程,即三角波相位预及调制信号(0~50Hz)的幅值共同调节来控制IGBT的开关工作状态,方法是通过开关角α(30°~60°)及调制深度α=正弦波幅值/三角波幅值<0.95。特点是总谐波电流损耗小,脉动转矩小。当α=0.92~0.95时,谐波损耗最小,尤其当载波频率较低时,能充分显示出其优越性,表现为输出电压提高约20%,谐波减小,但信号波调制深度与开关角之间的线性度受到影响。随着α加大电压受控性变小,但总谐波电流失真thd值仍较小,因此常被选用。< span=””>

(2) PWM的调制方法控制

①同步调制

在开关频率较低时,可以保证输出波形的对称性,但在较低频率时,载波数量显得稀疏,从而产生电流波形脉动谐波加大,因此只适用在f>20Hz频率段工作,目前的V/F方式即如此。

②异步调制

这种调制特点是在低频工作时对减小谐波损耗及转矩脉动大有改善,适用f<20hz低频工作段。

③随机调制

按调制信号的周期及输出的电压值,能自动选择调制方式与调制深度a及开关角α,以适应工作频率变动幅值较大、负载转矩或功率变动大及有冲击性的闭环系统。这种调制方式是从根本上解决SPWM在低频工作段存在先天不足,即转矩变小、转矩脉动、谐波较大的缺点,但软件技术上有一定难度,几乎国内外没有这类调制方式的产品。

(3)按电动机U型特性曲线与V/f配合方式的控制

按电动机U特性曲线与V/f配合的控制方式——众所同知,V/f控制是静态的调压,即当f一定时,电压也一定了,它没有按电动机负载率β的大小进行最佳控制。日本AREX公司10年前获得世界公认的超能士节能控制器,多了一个环节,可按实际的负载率β来自动搜索(通过专用集成电路),输出最小的工作电压和最小工作电流(U形特性曲线),因此是最节电的,比一般变频器在相同工况条件下,能多节电8%~10%

(4)模糊控制方式

此方式按电动机参数及运行状态,通过模糊控制方法控制,特别适用通用单片机如8031等为CPU的场合应用,模糊控制软件简化不要数学模型,又可对多变量实时控制,随机变量能达一定精度要求,在冰箱、空调、洗衣机、微波炉等家电应用较广。当然模糊控制也适用变频器的控制,如Vacon变频器就采用模糊电流矢量控制。

(5)自整定(电动机参数在线测量控制)

(6)最近有绿色无谐波问世


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