Frekans dönüştürücü destek ekipmanı tedarikçileri, frekans dönüştürücülerin hareket kontrol sistemlerinde güç dönüştürücüler olduğunu hatırlatır. Mevcut hareket kontrol sistemi, birden fazla disiplini içeren teknik bir alandır ve genel gelişim eğilimi şu şekildedir: AC tahrikli, yüksek frekanslı güç dönüştürücüler, dijital, akıllı ve ağ bağlantılı kontrol. Bu nedenle, sistemin önemli bir güç dönüştürme bileşeni olan frekans dönüştürücüler, kontrol edilebilir yüksek performanslı değişken voltajlı ve değişken frekanslı AC güç kaynakları sağlayarak hızla gelişmiştir.
21. yüzyılda, güç elektroniğinin alt yapısı Si (silisyum)'dan SiC'ye (silisyum karbür) dönüştürülerek, yüksek voltaj, yüksek kapasite, yüksek frekans, modüler bileşenler, minyatürleştirme, akıllılık ve yeni güç elektroniği cihazları için düşük maliyet çağı başlatılmıştır. Değişken frekanslı hız regülasyonu için uygun çeşitli yeni elektrikli ekipmanlar geliştirilmekte ve araştırılmaktadır. BT teknolojisindeki hızlı gelişim ve kontrol teorisindeki sürekli yenilikler, frekans dönüştürücülerin geliştirme trendini etkileyecektir.
Pazarın genişlemesi ve kullanıcı taleplerinin çeşitlenmesiyle birlikte, yerli frekans konvertör ürünlerinin işlevleri sürekli olarak gelişmekte ve artmakta, daha fazla entegrasyon ve sistematizasyon sağlanmakta ve bazı özel frekans konvertör ürünleri halihazırda ortaya çıkmaktadır. Son yıllarda Çin'deki frekans konvertör pazarının %12-15 arasında bir büyüme hızına sahip olduğu ve önümüzdeki en az 5 yıl boyunca %10'un üzerinde bir büyüme hızını korumasının beklendiği bildirilmektedir. Şu anda Çin pazarındaki frekans konvertörlerinin kurulu kapasitesinin (gücünün) büyüme hızı yaklaşık %20'dir. Frekans konvertör pazarının doygunluğa ulaşması ve en az 10 yıl sonra kademeli olarak olgunlaşması beklenmektedir.
1. Zeka
Akıllı frekans konvertörü sisteme kurulduktan sonra, çok fazla fonksiyonel ayar yapmaya gerek kalmaz; kolayca çalıştırılabilir ve kullanılabilir, çalışma durumu kolayca görüntülenebilir, arıza teşhisi ve sorun giderme ve hatta otomatik bileşen dönüşümü yapılabilir. İnternet, birden fazla invertörün proses prosedürlerine göre bağlantısını gerçekleştirmek ve optimize edilmiş bir invertör entegre yönetim ve kontrol sistemi oluşturmak için uzaktan izleme amacıyla kullanılabilir.
2. Uzmanlaşma
Belirli bir yük tipinin özelliklerine bağlı olarak, özel frekans konvertörleri üretmek, yükün motorunu ekonomik ve etkili bir şekilde kontrol etmek için faydalı olmakla kalmaz, aynı zamanda üretim maliyetlerini de azaltabilir. Örneğin, fanlar ve pompalar için frekans konvertörleri, kaldırma makineleri için frekans konvertörleri, asansör kontrolü için frekans konvertörleri, gerilim kontrolü için frekans konvertörleri ve klima için frekans konvertörleri.
3. Entegrasyon
Frekans dönüştürücü, parametre tanımlama sistemi, PID regülatörü, PLC kontrolörü ve iletişim ünitesi gibi ilgili işlevsel bileşenleri entegre bir makinede seçici olarak entegre ederek, yalnızca işlevselliği artırmakla ve sistem güvenilirliğini artırmakla kalmaz, aynı zamanda sistem hacmini etkili bir şekilde azaltır ve harici devre bağlantılarını en aza indirir. Raporlara göre, tüm sistemin boyutunu küçültüp kontrolünü kolaylaştıran, frekans dönüştürücü ve elektrik motorunun entegre bir kombinasyonu olan bir makine geliştirildi.
4. Çevre Koruma
Çevreyi korumak ve "yeşil" ürünler üretmek insanlık için yeni bir kavramdır. Gelecekte, frekans konvertörleri enerji tasarrufuna ve düşük kirliliğe, yani kullanım sırasında elektrik şebekesi ve diğer elektrikli ekipmanlardaki gürültü ve harmoniklerin kirliliğini ve parazitini en aza indirmeye daha fazla odaklanacaktır.
5. Ana devredeki güç anahtarlama bileşenlerinin kendi kendini kapatması, modülerleştirilmesi, entegrasyonu ve akıllı hale getirilmesi, anahtarlama frekansını sürekli olarak artırmış ve anahtarlama kayıplarını daha da azaltmıştır.
6. Frekans dönüştürücünün ana devresinin topoloji yapısı açısından:
Frekans dönüştürücünün şebeke tarafı dönüştürücüsü, düşük gerilimli ve küçük kapasiteli cihazlar için genellikle 6 darbeli bir dönüştürücü kullanırken, orta gerilimli ve büyük kapasiteli cihazlar için çoklanmış 12 darbeli veya daha fazla darbeli bir dönüştürücü kullanılır. Yük tarafı dönüştürücüler, düşük gerilimli ve küçük kapasiteli cihazlar için genellikle iki seviyeli köprü invertörleri kullanırken, orta gerilimli ve büyük kapasiteli cihazlar için çok seviyeli invertörler kullanılır. Şebekeye rejeneratif enerji geri beslemesi sağlamak ve enerji tasarrufu sağlamak için dört kadranlı çalışmanın iletiminde, şebeke tarafı invertörü tersinir bir invertör olmalıdır. Aynı zamanda, çift yönlü güç akışına sahip çift PWM invertör de ortaya çıkmıştır. Şebeke tarafı invertörünün uygun şekilde kontrol edilmesi, giriş akımının sinüs dalgasına yaklaşmasını sağlayabilir ve şebekeye olan kirliliği azaltabilir. Günümüzde hem düşük hem de orta gerilim frekans dönüştürücülerinde bu tür ürünler bulunmaktadır.
7. Darbe genişlik modülasyonlu değişken gerilimli invertörler için kontrol yöntemleri; sinüs dalga darbe genişlik modülasyonu (SPWM) kontrolü, belirtilen harmonik düzenleri ortadan kaldırmak için PWM kontrolü, akım izleme kontrolü ve gerilim uzay vektör kontrolü (manyetik akı izleme kontrolü) olabilir.
8. AC elektrik motorları için frekans dönüşümlü ayar kontrol yöntemlerindeki ilerleme, esas olarak hız sensörü olmayan vektör kontrol ve doğrudan tork kontrol sistemlerinin geliştirilmesinde yansıtılmış olup, skaler kontrolden yüksek dinamik performanslı vektör kontrol ve doğrudan tork kontrolüne doğru kaymıştır.
9. Mikroişlemcilerin ilerlemesi, dijital kontrolü modern kontrolörlerin gelişim alanı haline getirmiştir: Hareket kontrol sistemleri, özellikle çeşitli verilerin depolanmasını ve büyük miktarda bilginin hızlı ve gerçek zamanlı işlenmesini gerektiren AC motorların yüksek performanslı kontrolü gibi hızlı sistemlerdir. Son yıllarda, büyük yabancı şirketler, motor kontrolü için gerekli çevresel fonksiyonel devrelerle birleştirilmiş ve DSP tek çipli motor kontrolörü adı verilen tek bir çipe entegre edilmiş DSP (Dijital Sinyal İşlemcisi) tabanlı çekirdekleri art arda piyasaya sürmüştür. Fiyat büyük ölçüde düşürülmüş, hacim küçültülmüş, yapı kompakt hale getirilmiş, kullanım kolaylığı sağlanmış ve güvenilirlik artırılmıştır. Sıradan mikrodenetleyicilerle karşılaştırıldığında, DSP, sistemin üstün kontrol performansını sağlamak için dijital işlem gücünü 10-15 kat artırmıştır.
Dijital kontrol, donanımı basitleştirir ve esnek kontrol algoritmaları, kontrolde büyük esneklik sağlayarak karmaşık kontrol yasalarının uygulanmasını ve modern kontrol teorisinin hareket kontrol sistemlerinde gerçeğe dönüşmesini sağlar. Veri iletimi için üst düzey sistemlere kolayca bağlanabilir, arıza teşhisini kolaylaştırır, koruma ve izleme işlevlerini güçlendirir ve sistemi akıllı hale getirir (örneğin, bazı frekans dönüştürücülerin kendi kendini ayarlama işlevleri vardır).
10. AC senkron motorlar, özellikle kalıcı mıknatıslı senkron motorlar olmak üzere, AC ayarlanabilir şanzımanlarda yeni bir yıldız haline gelmiştir. Fırçasız bir yapıya, yüksek güç faktörüne ve yüksek verime sahip olan motor, rotor hızı ile güç frekansı arasında sıkı bir senkronizasyona sahiptir. İki ana senkron motor değişken frekans hız kontrol sistemi türü vardır: harici kontrol değişken frekans ve otomatik kontrol değişken frekans. Kendinden kontrollü değişken frekanslı senkron motorun çalışma prensibi, DC motorun mekanik komütatörünü güç elektroniği dönüştürücüsüyle değiştirerek DC motora çok benzer. AC-DC-AC gerilim dönüştürücü kullanıldığında, "DC komütatörsüz motor" veya "fırçasız DC motor (BLDC)" olarak adlandırılır. Geleneksel kendinden kontrollü değişken frekanslı senkron makine hız kontrol sistemi bir rotor konum sensörüne sahiptir ve rotor konum sensörü olmayan bir sistem şu anda geliştirilmektedir. Senkron motorların değişken frekans kontrol yöntemi, rotor manyetik alanına göre yönlendirilmiş vektör kontrolü açısından asenkron motorlardan daha basit olan vektör kontrolünü de kullanabilir.
Kısacası, frekans konvertör teknolojisinin gelişme eğilimi zeka, kolay kullanım, sağlam işlevsellik, güvenlik ve güvenilirlik, çevre koruma, düşük gürültü, düşük maliyet ve minyatürleşme yönündedir.