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展望東莞變頻器銷售技術的發展

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展望東莞變頻器銷售技術的發展

發布日期:2016-04-19 00:00 來源:http://www.cwsfanz.com 點擊:

  了解近十年來國外通用東莞變頻器銷售的技能開展關于深化了解溝通傳動與操控技能的開展走向以及怎么站在高起點上聯系中國國情開發中國自個的商品都具有非?;钴S的含義。

  [關鍵字]通用變頻 電力電子 IGBT IPM PWM DTC

  1.前語

  溝通傳動與操控技能是現在開展Z為敏捷的技能之一,這是和冉力電子器材制作技能、變流技能操控技能以及微型計算機和大規模集成電路的飛速開展密切相關。

  通用東莞變頻器銷售作為早個商品開端在國內上市,是近十年的事,銷售額逐年增加,于今全年有超越數十億元(RMB)的商場。其間.各種進口品牌居多,功率小至百瓦大至數千千瓦;功用簡便或雜亂;精度低或高;呼應慢或快:有PG(測速機)或無PG;有噪音或無噪音等等。

  關于很多用戶來說,這十年中閱歷了屢次更新,現所運用的東莞變頻器銷售大都歸于現在Z為領先的機型假如從運用的視點來說,咱們的水準與發達國家沒有什么兩樣。作為國內制作商,經過這十年來對國外的領先技能進行銷化,也正在活躍地進行國產東莞變頻器銷售的自主開發.盡力追逐國際發達國家的水平。

  回憶近十年來國外通用東莞變頻器銷售技能的開展關于深化了解溝通傳動與操控技能的走向,以及怎么站在高起點上聯系中國國情開發中國自個的商品應該說具有非?;钴S的含義.

  2.關于功率器材

  變頻技能是建立在電力電子技能根底之上的。在低壓溝通電動機的傳動操控中,運用Z多的功率器材有GTO、GTR、IGBT以及智能模塊IPM(Intelligent Power Module),后邊二種集GTR的低飽滿電壓特性和MOSFET的高頻開關特性于一體是現在通用東莞變頻器銷售中Z廣泛運用的干流功率器材。IGBT集射電壓Vce可<3V,頻率可到達20KHZ,內含的集射極間超高速二極管Trr可達150ns,1992年前后開端在通用東莞變頻器銷售中得到廣泛運用。其開展的方向是損耗更低,開關速度更快、電壓更高,容量更大(3.3KV、 1200A), 現在,選用溝道型柵極技能、非穿通技能等辦法大幅度下降了集電極一發射極之間的飽滿電壓[VCE(sat)]的第四代IGBT也已面世。

  第四代IGBT的運用使東莞變頻器銷售的功用有了很大的前進。其一是ICBT開關器材發熱削減,將曾占主回路發熱50-70%的器材發熱下降了30%。其二是高載波操控,使輸出電流波形有顯著改進;其三是開關頻率前進,使之超越人耳的感觸范圍,即完結了電機運轉的靜青化;其四是驅動功率削減,體積趨于更小。

  而IPM的投入運用比IGBT約晚二年,由于IPM包含了1GBT芯片及外圍的驅動和維護電

  路.甚至還有的把光耦也集成于一體,因而是種更為好用的集成型功率器材,現在,在模塊額外由流10-600A范圍內,通用東莞變頻器銷售均有選用IPM的趨問,其長處是:

 ?。╨)開關速度快,驅動電流小,操控驅動更為簡略。

  〔2)內含電流傳感器,能夠高效敏捷地檢查出過電流和短路電流,能對功率芯片給予滿意的維護,故障率大大下降。

 ?。?)由于在器材內部電源電路和驅動電路的配線規劃上做到優化,所以浪涌電壓,門極振蕩,噪聲導致的攪擾等疑問能有用得到操控。

 ?。?)維護功用較為豐富,如電流維護、電壓維護、溫度維護一應俱全,跟著技能的前進,維護功用將進一步日臻完善。

 ?。?}IPM的報價已逐步挨近IGBT.而計人選用IPM后的開關電源容量、驅動功率容量的減小和器材的節約以及歸納功用前進等要素后在很多場合其性價比已高過IGBT,有極好的經濟性。

  為此IPM除了在工業東莞變頻器銷售中被很多選用以后,經濟型的IPM在近年內也開端在一些民用品如家用空調東莞變頻器銷售,冰箱東莞變頻器銷售、洗衣機東莞變頻器銷售中得到運用。IPM也在向更高的水平開展,日本三菱電機近來開發的專用智能模塊ASIPM將不需求外接光耦,經過內部自舉電路可單電源供電并選用了低電感的封裝技能,在完結體系小型化,專用化,高功用,低本錢方面又推進了一步。

  3.關于操控辦法

  前期通用東莞變頻器銷售如東芝TOSVERT-130系列、FUJI FVRG5/P5系列,SANKEN SVF系列等大多數為開環恒壓比(V/F=常數)的操控辦法.其長處是操控構造簡略、本錢較低,缺陷是體系功用不高,對比合適運用在風機、水泵調這場合。具體來說,其操控曲線會跟著負載的改動而改動;轉矩呼應慢,電視轉矩利用率不高,低速時因定子電阻和逆變器死區效應的存在而功用下降安穩性變差等。對東莞變頻器銷售U/F操控體系的改造首要閱歷了三個期間;

  第一期間:

  1. 八十年代初日本學者提出了根本磁通軌道的電壓空間矢量(或稱磁通軌道法)。該辦法以三相波形的全體生成作用為條件,以迫臨電機氣隙的抱負圓形旋轉磁場軌道為意圖,一次生成二相調制波形。這種辦法被稱為電壓空間矢量操控。典型機種如1989年前后進入中國商場的FUJI(富士)FRN5OOOG5/P5、SANKEN(三墾)MF系列等。

 ?、谝祟l率抵償操控,以消除速度操控的穩態差錯

 ?、鄹鶕姍C的穩態模型,用直流電流信號重建相電流,如西門子MicroMaster系列,由此估算出磁鏈幅值,并經過反應操控來消除低速時定子電阻對功用的影響。

 ?、軐⑤敵鲭妷?、電流進行閉環操控,曾經進動態負載下的電壓操控精度和安穩度,一起也必定程度上求得電流波形的改進。這種操控辦法的另一個優點是對再生導致的過電壓、過電流按捺較為顯著,然后能夠完結迅速的加減速。

  以后,1991年由富士電機推出大家熟知的FVR與 FRNG7/P7系列的規劃中,不相同程度融入了②3.④項技能,因而很具有代表性。三菱日立,東芝也都有相似的商品。但是,在上述四種辦法中,由于未引進轉矩的調理,體系功用沒有得到根本性的改進.

  第二期間:

  矢量操控。也稱磁場定向操控。它是七十年代初由西德 F.Blasschke等人首要提出,以直流電動機和溝通電動機對比的辦法剖析論述了這一原理,由此開創了溝通電動機等效直流電動機操控的先河。它使大家看到溝通電動機雖然操控雜亂,但同樣能夠完結轉矩、磁場獨立操控的內涵實質。

  矢量操控的根本點是操控轉子磁鏈,以轉子磁通定向,然后分化定子電流,使之變成轉矩和磁場兩個分量,經過坐標改換完結正交或解耦操控。但是,由于轉子磁鏈難以準確觀測,以及矢量改換的雜亂性,使得實踐操控作用通常難以到達理論剖析的作用,這是矢量操控技能在實踐上的缺乏。此外.它有必要直接或直接地得到轉子磁鏈在空間上的方位才干完結定子電流解耦操控,在這種矢量操控體系中需求配留轉子方位或速度傳感器,這明顯給很多運用場合帶來不便。僅管如此,矢量操控技能仍然在盡力融入通用型東莞變頻器銷售中,1992年開端,德國西門子開發了6SE70通用型系列,經過FC、VC、SC板能夠別離完結頻率操控、矢量操控、伺服操控。1994年將該系列拓展至315KW以上?,F在,6SE70系列除了200KW以下報價較高,在200KW以上有很高的性價比。

  第三期間:

  1985年德國魯爾大學Depenbrock教授首要提出直接轉矩操控理論(Direct Torque Control簡稱DTC)。直接轉矩操控與矢量操控不相同,它不是經過操控電流、磁鏈等量來直接操控轉矩,而是把轉矩直接作為被控量來操控。

  轉矩操控的優越性在于:轉矩操控是操控定子磁鏈,在實質上并不需求轉速信息;操控上對除定子電阻外的一切電機參數改動魯棒性杰出;所引進的定子磁鍵觀測器能很容易估算出同步速度信息。因而能便利地完結無速度傳感器化。這種操控辦法被運用于通用東莞變頻器銷售的規劃當中,是很天然的事,這種操控被稱為無速度傳感器直接轉矩操控。但是,這種操控依賴于準確的電機數學模型和對電機參數的主動識別(Identification向你ID),經過ID運轉主動確立電機實踐的定子阻抗互感、飽滿要素、電動機慣量等首要參數,然后根據準確的電動機模型估算出電動機的實踐轉矩、定子碰鏈和轉子速度,并由磁鏈和轉矩的Band-Band操控發生PWM信號對逆變器的開關狀態進行操控。這種體系能夠完結很快的轉矩呼應速度和很高的速度、轉矩操控精度。

  1995年ABB公司首要推出的ACS600直接轉矩操控系列,已到達<2ms的轉矩呼應速度在帶PG時的靜態速度精度達土O.01%,在不帶PG的情況下即便遭到輸入電壓的改動或負載突

  變的影響,向樣能夠到達正負0.1%的速度操控精度。別的公司也以直接轉矩操控為盡力方針,如安川VS-676H5高功用無速度傳感器矢量操控系列,雖與直接轉矩操控還有不同,但它也已做到了100ms的轉矩呼應和正負0.2%(無PG),正負0.01%(帶 PG)的速度操控精度,轉矩操控精度在正負3%擺布。別的公司如日本富士電機推出的FRN 5000G9/P9以及Z新的 FRN5000Gll/P11系列出采納了相似無速度傳感器操控的規劃,功用有了進一步前進,但是東莞變頻器銷售的報價并不比曾經的機型貴重多少。

  操控技能的開展徹底得益于微處理機技能的開展,自從1991年INTEL公司推出8X196MC系列以來,專門用于電動機操控的芯片在品種、速度、功用、性價比等方面都有很大的開展。如日本三菱電機開發用于電動機操控的M37705、M7906單片機和美國德州儀器的TMS320C240DSP等都是頗具代表性的商品。

  4.關于PWM技能

  PWM操控技能一直是變頻技能的核心技能之一。1964年A.Schonung和H.stemmler首要在<>評論上提出把這項通訊技能運用到溝通傳動中,從此為溝通傳動的推廣運用拓荒了新的局勢。

  從開端選用模擬電路完結三角調制波和參閱止弦波對比,發生止弦脈寬調制SPWM信號以操控功率器材的開關開端,到現在選用全數字化計劃,完結優化的實時在線的PWM信號輸出,能夠說直到現在為止,PWM在各種運用場合仍占主導地位,并一直是大家研討的熱門。

  由于PWM能夠一起完結變頻變壓反按捺諧波的特色,由此在溝通傳動甚至其它能量改換體系中得到廣泛運用。PWM操控技能大致能夠分為三類,正弦PWM(包含電壓,電流或磁通的正弦為方針的各種PWM計劃,多重PWM也應歸于此類),優化PWM及隨機PWM。正弦PWM已為大家所熟知,而旨在改進輸出電壓、電流波形,下降電源體系諧波的多重PWM技能在大功率東莞變頻器銷售中有其共同的優勢(如 ABB ACS1000系列和美國ROBICON公司的完美無諧波系列等);而優化PWM所尋求的則是完結電流諧波畸變率(THD)Z小,電壓利用率Z高,功率Z優,及轉矩脈動Z小以及其它特定優化方針。

  在70年代開端至80年代初,由于其時大功率晶體管首要為雙極性達林頓三極管,載波頻率通常Z高不超越5KHZ,電機繞組的電磁噪音及諧波導致的振蕩導致大家的重視。為求得改進,隨機PwM辦法應運而生。其原理是隨機改動開關頻率使電機電磁噪音近似為限帶白噪聲(在線性頻率坐標系中,各頻率能量散布是均勻的),雖然噪音的總分貝數未變,但以固定開關頻率為特征的有色噪音強度大大削弱。正由于如此,即便在IGBT已被廣泛運用的今日,關于載波頻率有必要約束在較低頻率的場合,隨機PWM仍然有其特別的價值(DTC操控即為一例);另一方面則通知大家消除機械和電磁噪音的Z好辦法不是盲目地前進工作頻率,由于隨機PWM技能供給了一個剖析、解決疑問的全新思路。

  5.展望

  通用東莞變頻器銷售的開展是國際高速經濟開展的商品。其開展的趨勢大致為:

  5.l主控一體化

  日本三菱公司將功率芯片和操控電路集成在一快芯片上的DIPIPM(即雙列直插式封裝)的研發現已完結并推向商場。一種使逆變功率和操控電路到達一體化,智能化和高功用化的HVIC(高耐壓IC)SOC(System on Chip)的概念已被用戶承受,首要滿意了家電商場低本錢、小型化、高可靠性和易運用等的請求。因而葉以展望,跟著功率做大,此商品在商場上極具競爭力。

  5.2 小型化

  用日本富士(FUJI)電機的三添勝先生的話說,東莞變頻器銷售的小型化即是向發熱挑戰。這即是說東莞變頻器銷售的小型化除了出自支撐部件的實裝技能和體系規劃的大規模集成化,功率器材發熱的改進和冷卻技能的開展已變成小型化的首要原因。ABB公司將小型東莞變頻器銷售定型為Comp-ACTM他向全球發布的全新概念是,小功率東莞變頻器銷售應當象接觸器、軟起動器等電器元件相同運用簡略,設備便利,安全可靠。

  5.3低電磁噪音化

  往后的東莞變頻器銷售都請求在抗攪擾和按捺高次諧波方面符合EMC國際標準,首要做法足在東莞變頻器銷售輸入側加溝通電抗器或有源功率因數校對(Active Power Factor Correction. APFC)電路,改進輸入電流波形下降電網諧波以及逆變橋采納電流過零的開關技能。而操控電源用的開關電源將推重半諧振辦法,這種開關操控辦法在30-50MhZ時的噪聲可下降15-20dB。

  5.4專用化

  通用東莞變頻器銷售中呈現專用型宗族是這些年的事。其意圖是更好發揮東莞變頻器銷售的共同功用并盡可能地便利用戶。如用于起重稅負載的 ARB ACC系列,用廣溝通電梯的 Siemens MICO340系列和FUJI FRN5000G11UD系列,別的還有用于恒壓供水、上作機械主軸傳動、電源再生、紡織、機車牽引等專用系列。

  5.5體系化

  作為開展趨勢,通用東莞變頻器銷售從模擬式、數字式、智能化、多功用向集中型開展。近來,日本安川由機提出了以東莞變頻器銷售,伺服設備,操控器及通訊設備為基地的”D&M&C”概念,并制定了相應的標準。意圖是為用戶供給Z好的體系。因而能夠預見在往后.東莞變頻器銷售的高速呼應件和高功用什將是根本條件。


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