周波数変換器関連機器のサプライヤーは、周波数変換器がモーション制御システムにおける電力変換器であることを改めて認識しています。現在のモーション制御システムは複数の分野にまたがる技術分野であり、全体的な開発動向は、交流駆動、高周波電力変換器、デジタル制御、インテリジェント制御、ネットワーク制御となっています。そのため、システムの重要な電力変換コンポーネントである周波数変換器は、制御可能な高性能な可変電圧・可変周波数交流電源を提供することで急速に発展してきました。
21世紀に入り、パワーエレクトロニクスの基盤はSi（シリコン）からSiC（炭化ケイ素）へと移行し、高電圧、大容量、高周波、モジュール化、小型化、インテリジェント化、低コスト化といった新たなパワーエレクトロニクス機器の時代が到来しました。現在、可変周波数速度制御に適した様々な新型電気機器の開発・研究が進められています。IT技術の急速な発展と制御理論の継続的な革新は、周波数変換器の開発動向にも影響を与えるでしょう。
市場の拡大とユーザーニーズの多様化に伴い、国内の周波数変換器製品の機能は絶えず向上・向上し、集積化・システム化が進み、一部の専用周波数変換器製品も登場しています。近年、中国の周波数変換器市場は12～15％の成長率を維持しており、今後少なくとも5年間は10％以上の成長率を維持すると予想されています。現在、中国市場における周波数変換器の設備容量（電力）の成長率は実に20％程度です。今後10年以内に周波数変換器市場は飽和状態に達し、徐々に成熟していくと予想されます。
1. 知性
インテリジェント周波数変換器をシステムに導入すれば、多くの機能設定を行う必要がなく、操作・使用も容易です。動作状態の表示も分かりやすく、故障診断やトラブルシューティング、さらには自動部品交換も可能です。インターネットを利用した遠隔監視により、複数のインバータをプロセス手順に従って連携させ、最適化されたインバータ統合管理・制御システムを構築できます。
2. 専門化
特定の負荷の特性に基づいて、専用の周波数変換器を製造することは、負荷のモーターを経済的かつ効率的に制御するだけでなく、製造コストの削減にもつながります。例えば、ファンやポンプ用の周波数変換器、昇降機用の周波数変換器、エレベーター制御用の周波数変換器、張力制御用の周波数変換器、空調用の周波数変換器などが挙げられます。
3. 統合
周波数変換器は、パラメータ識別システム、PIDレギュレータ、PLCコントローラ、通信ユニットなどの関連機能コンポーネントを統合機に選択的に統合することで、機能性を向上させ、システムの信頼性を高めるだけでなく、システム容積を効果的に削減し、外部回路接続を最小限に抑えます。報道によると、周波数変換器と電動モーターを統合した複合機が開発され、システム全体のサイズが縮小され、制御が容易になりました。
4. 環境保護
環境保護と「グリーン」製品の製造は、人類にとって新たな概念です。今後、周波数変換器は省エネと低汚染、つまり使用中の電力網やその他の電気機器へのノイズや高調波による汚染や干渉を最小限に抑えることに重点を置くようになるでしょう。
5. 主回路の電力スイッチング部品の自動ターンオフ、モジュール化、統合、およびインテリジェント化により、スイッチング周波数が継続的に向上し、スイッチング損失がさらに低減しました。
6. 周波数変換器の主回路のトポロジー構造に関して：
周波数変換器の系統側コンバータは、低圧・小容量機器には6パルスコンバータを使用することが多い一方、中圧・大容量機器には12パルス以上の多重化コンバータを使用する。負荷側コンバータは、低圧・小容量機器には2レベルブリッジインバータを使用することが多い一方、中圧・大容量機器にはマルチレベルインバータを使用する。4象限動作の伝送では、系統への回生エネルギーフィードバックを実現し、省エネを図るため、系統側インバータは可逆インバータとする必要がある。同時に、双方向電力潮流を持つデュアルPWMインバータが登場している。系統側インバータを適切に制御することで、入力電流を正弦波に近づけ、系統への汚染を減らすことができる。現在、低圧・中圧両方の周波数変換器にこのような製品がある。
7. パルス幅変調可変電圧インバータの制御方式としては、正弦波パルス幅変調（SPWM）制御、特定の高調波次数を除去するPWM制御、電流追跡制御、電圧空間ベクトル制御（磁束追跡制御）などがあります。
8. 交流電動機の周波数変換調整制御方式の進歩は、主に速度センサーなしのベクトル制御と直接トルク制御システムの開発に反映されており、スカラー制御から高動的性能のベクトル制御と直接トルク制御に移行しています。
9. マイクロプロセッサの進歩により、現代のコントローラの開発方向はデジタル制御へと移行しました。モーション制御システムは高速システムであり、特にACモーターの高性能制御では、さまざまなデータの保存と大量の情報の高速リアルタイム処理が求められます。近年、海外の大手企業は、DSP（デジタルシグナルプロセッサ）ベースのコアと、モーター制御に必要な周辺機能回路を1つのチップに統合したDSPシングルチップモーターコントローラを相次いで発売しています。価格が大幅に下がり、体積が小さくなり、構造がコンパクトになり、使い勝手が良く、信頼性が向上しています。一般的なマイクロコントローラと比較して、DSPはデジタル処理能力を10～15倍向上させ、システムの優れた制御性能を確保しています。
デジタル制御はハードウェアを簡素化し、柔軟な制御アルゴリズムは制御の柔軟性を大幅に向上させます。これにより、複雑な制御則の実装が可能になり、モーション制御システムにおいて最新の制御理論を現実のものとすることができます。上位システムとのデータ伝送接続が容易になり、故障診断が容易になり、保護・監視機能が強化され、システムのインテリジェント化（一部の周波数変換器に自己調整機能を搭載するなど）も実現します。
10. 交流同期モータ、特に永久磁石同期モータは、交流可変速伝動装置の新たなスターとなっています。このモータはブラシレス構造、高力率、高効率を特徴とし、回転子速度は電源周波数と厳密に同期します。同期モータの可変周波数速度制御システムには、主に外部制御可変周波数と自動制御可変周波数の2種類があります。自己制御可変周波数同期モータの原理はDCモータと非常に似ており、DCモータの機械式整流子をパワーエレクトロニクスコンバータに置き換えたものです。AC-DC-AC電圧コンバータを使用する場合、「整流子レスDCモータ」または「ブラシレスDCモータ（BLDC）」と呼ばれます。従来の自己制御可変周波数同期機速度制御システムは回転子位置センサを備えており、現在、回転子位置センサを使用しないシステムも開発されています。同期モータの可変周波数制御方式にはベクトル制御も使用でき、回転子の磁界に応じてベクトル制御を行うという点で、非同期モータよりもシンプルです。
つまり、周波数コンバータ技術の開発傾向は、インテリジェント化、操作の容易さ、健全な機能性、安全性と信頼性、環境保護、低ノイズ、低コスト、小型化に向かっています。