Leverandører af udstyr til frekvensomformere minder dig om, at frekvensomformere er effektomformere i bevægelsesstyringssystemer. Det nuværende bevægelsesstyringssystem er et teknisk felt, der involverer flere discipliner, og den overordnede udviklingstendens er: AC-drevne, højfrekvente effektomformere, digital, intelligent og netværksstyret styring. Derfor har frekvensomformere som en vigtig effektomdannelseskomponent i systemet udviklet sig hurtigt ved at levere styrbare højtydende variabel spænding og variabel frekvens AC-strømkilder.
I det 21. århundrede er substratet i effektelektronik blevet transformeret fra Si (silicium) til SiC (siliciumcarbid), hvilket indleder en æra med højspænding, stor kapacitet, højfrekvente, modulære komponenter, miniaturisering, intelligens og lave omkostninger til nye effektelektroniske enheder. Forskelligt nyt elektrisk udstyr, der er egnet til variabel frekvenshastighedsregulering, er i øjeblikket under udvikling og forskning. Den hurtige udvikling af IT-teknologi og den kontinuerlige innovation inden for styringsteori vil påvirke udviklingstendensen for frekvensomformere.
Med markedets udvidelse og diversificeringen af brugernes efterspørgsel forbedres og øges funktionerne i indenlandske frekvensomformerprodukter konstant, med højere integration og systematisering, og nogle specialiserede frekvensomformerprodukter er allerede dukket op. Det rapporteres, at markedet for frekvensomformere i Kina i de senere år har opretholdt en vækstrate på 12-15%, og det forventes at opretholde en vækstrate på over 10% i mindst de næste 5 år. I øjeblikket er vækstraten for installeret kapacitet (effekt) for frekvensomformere på det kinesiske marked faktisk omkring 20%. Det forventes, at markedet for frekvensomformere vil nå mætning og gradvist modnes mindst 10 år senere.
1. Intelligens
Når den intelligente frekvensomformer er installeret i systemet, er der ikke behov for at udføre så mange funktionelle indstillinger. Den er nem at betjene og bruge med tydelig visning af driftsstatus og kan udføre fejldiagnose og fejlfinding samt automatisk komponentkonvertering. Internettet kan bruges til fjernovervågning for at realisere sammenkobling af flere invertere i henhold til procesprocedurerne og danne et optimeret integreret inverterstyrings- og kontrolsystem.
2. Specialisering
Baseret på egenskaberne ved en bestemt type last er fremstilling af specialiserede frekvensomformere ikke kun gavnlig for økonomisk og effektiv styring af lastens motor, men kan også reducere produktionsomkostningerne. For eksempel frekvensomformere til ventilatorer og pumper, frekvensomformere til løftemaskiner, frekvensomformere til elevatorstyring, frekvensomformere til spændingsstyring og frekvensomformere til aircondition.
3. Integration
Frekvensomformeren integrerer selektivt relevante funktionelle komponenter såsom parameteridentifikationssystem, PID-regulator, PLC-controller og kommunikationsenhed i en integreret maskine, hvilket ikke kun forbedrer funktionaliteten og øger systemets pålidelighed, men også effektivt reducerer systemvolumen og minimerer eksterne kredsløbsforbindelser. Ifølge rapporter er der blevet udviklet en integreret kombinationsmaskine af frekvensomformer og elmotor, hvilket gør hele systemet mindre i størrelse og lettere at styre.
4. Miljøbeskyttelse
At beskytte miljøet og fremstille 'grønne' produkter er et nyt koncept for menneskeheden. I fremtiden vil frekvensomformere fokusere mere på energibesparelse og lav forurening, det vil sige at minimere forurening og interferens fra støj og harmoniske svingninger på elnettet og andet elektrisk udstyr under brug.
5. Selvslukningen, modulariseringen, integrationen og intelligensen af effektafbryderkomponenterne i hovedkredsløbet har løbende øget switchfrekvensen og yderligere reduceret switchingtabene.
6. Med hensyn til topologistrukturen af frekvensomformerens hovedkredsløb:
Frekvensomformerens netsidekonverter bruger ofte en 6-pulskonverter til lavspændingsenheder og enheder med lille kapacitet, mens en multiplekset konverter med 12 pulser eller mere bruges til mellemspændingsenheder og enheder med stor kapacitet. Lastsidekonvertere bruger ofte to-niveau-broinvertere til lavspændingsenheder med lille kapacitet, mens flerniveau-invertere bruges til mellemspændingsenheder med stor kapacitet. Til transmission af firekvadrantdrift bør netsideinverteren være en reversibel inverter for at opnå regenerativ energifeedback til nettet og spare energi. Samtidig er der opstået en dobbelt PWM-inverter med tovejs strømstrøm. Korrekt styring af netsideinverteren kan få indgangsstrømmen til at nærme sig sinuskurve og reducere forurening af nettet. I øjeblikket findes der sådanne produkter i både lav- og mellemspændingsfrekvensomformere.
7. Styringsmetoderne til pulsbreddemodulations-variable spændingsinvertere kan omfatte sinusbølge-pulsbreddemodulationsstyring (SPWM), PWM-styring til eliminering af specificerede harmoniske ordrer, strømsporingsstyring og spændingsrumvektorstyring (magnetisk fluxsporingsstyring).
8. Fremskridtene inden for frekvensomformningsjustering af vekselstrømsmotorer afspejles hovedsageligt i udviklingen af vektorstyring og direkte momentstyringssystemer uden hastighedssensorer, som er gået fra skalarstyring til højdynamisk vektorstyring og direkte momentstyring.
9. Udviklingen af mikroprocessorer har gjort digital styring til udviklingsretningen for moderne controllere: bevægelsesstyringssystemer er hurtige systemer, især højtydende styring af AC-motorer, der kræver lagring af forskellige data og hurtig realtidsbehandling af store mængder information. I de senere år har store udenlandske virksomheder successivt lanceret DSP (Digital Signal Processor)-baserede kerner, kombineret med perifere funktionelle kredsløb, der kræves til motorstyring, integreret i en enkelt chip kaldet DSP single-chip motor controller. Prisen er kraftigt reduceret, volumen er reduceret, strukturen er kompakt, brugen er praktisk, og pålideligheden er forbedret. Sammenlignet med almindelige mikrocontrollere har DSP øget sin digitale processorkraft med 10-15 gange for at sikre systemets overlegne styringsydelse.
Digital styring forenkler hardware, og fleksible styringsalgoritmer giver stor fleksibilitet i styringen, hvilket muliggør implementering af komplekse styringslove og gør moderne styringsteori til virkelighed i bevægelsesstyringssystemer. Det er nemt at forbinde med systemer på højere niveau til datatransmission, letter fejldiagnose, styrker beskyttelses- og overvågningsfunktioner og gør systemet intelligent (såsom nogle frekvensomformere, der har selvjusterende funktioner).
10. AC-synkronmotorer er blevet en ny stjerne inden for justerbar AC-transmission, især permanentmagnetsynkronmotorer. Motoren har en børsteløs struktur, høj effektfaktor og høj effektivitet, og rotorhastigheden er strengt synkroniseret med effektfrekvensen. Der er to hovedtyper af synkronmotorer med variabel frekvenshastighedsstyring: ekstern variabel frekvensstyring og automatisk variabel frekvensstyring. Princippet for en selvstyrende synkronmotor med variabel frekvens minder meget om en DC-motor, idet den erstatter den mekaniske kommutator i en DC-motor med en effektelektronisk konverter. Når man bruger en AC-DC-AC-spændingsomformer, kaldes det "DC-kommutatorløs motor" eller "børsteløs DC-motor (BLDC)". Det traditionelle selvstyrende synkronmotorhastighedsstyringssystem med variabel frekvens har en rotorpositionssensor, og et system uden en rotorpositionssensor er i øjeblikket under udvikling. Den variable frekvensstyringsmetod for synkronmotorer kan også bruge vektorstyring, hvilket er enklere end asynkronmotorer med hensyn til vektorstyring orienteret i henhold til rotorens magnetfelt.
Kort sagt går udviklingstendensen inden for frekvensomformerteknologi i retning af intelligens, nem betjening, god funktionalitet, sikkerhed og pålidelighed, miljøbeskyttelse, lav støj, lave omkostninger og miniaturisering.