高壓變頻器質量判斷的十個要點
關鍵詞： 高壓變頻器
摘要：本文對判斷高壓變頻器質量的10個要點進行了詳細闡述，供參考。
一、發展概況簡述
變頻器問世已近30年，中國的變頻器發展也有20年的時光，變頻器具有如下特點：
1、調速性能好，調速范圍廣。輸出功率從0～400Hz，通用型，0～120Hz，水泵風機調速精度高0.1%，因頻率分辨率是0.1%且是無級調速，用矢量控制時精度可達0.01%,速度的穩定性好，被設定值不變，動態響應快10～30ms級等優點。所以問世后幾乎取代過去一切的調速系統——直流調速、滑差調速、串級調速、繞線式轉子內反饋調速等方法。
2、節電率較高。一般至少可達10%，甚至40～50%，看負載類型及使用的工況運行參數，以及實施節電方法與措施，有關運行參數的設定等。
正因為上述兩大突出的優點，所以變頻器每年以20%的遞增率在發展著，到目前國外使用普及率高達80～85%，國內使用普及率達25～30%，這是節能降耗、低碳排放、增加效益、減少成本、提高產品質量、是想電氣化的有效手段和方法，預估以后20年仍不會衰減，具有強大的生命力，發展前景十分美好。
二、產品的技術品位
變頻器的技術品位的高低是逐步發展而成型的，隨著使用要求的提高及技術的發展，器件的品質，功能的擴展，自動化技術的進步而逐步前進的。一般判斷產品的質量有以下十個要點是首先要考慮的，如下：
1、變頻器的控制方式
控制方式是決定變頻器性能的首位，它取決于軟件編程技術。隨著時代的前進，技術發展，變頻器控制方式有：
（1)V／f=C屬開環控制；
（2)SVPWM空間電壓矢量控制，屬開環控制；
(3)矢量控制VC,屬閉環控制，有電流I，磁通φ，轉矩T，轉速n四種；一般內環是φ、T、I任選一種，外環是n（或w）。
(4)直接轉矩控制DTC屬閉環控制，在n=0時可有400%Te，以上四種常用的。
2000年后國外出現無反饋裝置的變頻器，即不需要另外加裝傳感器或編碼器，利用變頻器在工作時的電流、電壓、磁通、轉速變化，通過檢測、解耦等器件裝置，反饋到輸入端 詳見圖1、表1、表2。自問世后深受用戶歡迎和青睞，主要是方便使用，功能不亞于有速度傳感器反饋裝置的變頻器。目前高壓變頻器控制方式以A、B兩種為多數。無反饋裝置在試制中，C處于研發中。
2．獨特的幾種變頻器的控制方法
（1)優化PWM矢量控制
正弦脈寬調制SPWM具有電路簡單、線性度好的優點，但輸出電壓不高，最大線性輸出電壓幅值僅為輸入電壓的/2=0.866,其實質是相電壓控制法。優化PWM矢量控制模式采用雙調制過程，即三角波相位預及調制信號(0～50Hz)的幅值共同調節來控制IGBT的開關工作狀態，方法是通過開關角α（30°～60°)及調制深度α=正弦波幅值／三角波幅值<0．95。特點是總諧波電流損耗小，脈動轉矩小。當α=0.92～0．95時，諧波損耗最小，尤其當載波頻率較低時，能充分顯示出其優越性，表現為輸出電壓提高約20％，諧波減小，但信號波調制深度與開關角之間的線性度受到影響。隨著α加大電壓受控性變小，但總諧波電流失真THD值仍較小，因此常被選用。
（2) PWM的調制方法控制
①同步調制
在一個調制信號周期內包含三角波的個數不變，在改變信號周期的同時成比例改變載波周期，使≥3，且必須是奇數。在開關頻率較低時，可以保證輸出波形的對稱性，但在較低頻率時，載波數量顯得稀疏，從而產生電流波形脈動諧波加大，因此只適用在f>20Hz頻率段工作，目前的V／F方式即如此。
②異步調制
調制信號周期變化的同時載波周期仍保持不變，即，這種調制特點是在低頻工作時對減小諧波損耗及轉矩脈動大有改善，適用f<20Hz低頻工作段。
③隨機調制
按調制信號的周期及輸出的電壓值，能自動選擇調制方式與調制深度a及開關角α，以適應工作頻率變動幅值較大、負載轉矩或功率變動大及有沖擊性的閉環系統。這種調制方式是從根本上解決SPWM在低頻工作段存在先天不足，即轉矩變小、轉矩脈動、諧波較大的缺點，但軟件技術上有一定難度，幾乎國內外沒有這類調制方式的產品。近
（3）按電動機U型特性曲線與V／f配合方式的控制
按電動機U特性曲線與V／f配合的控制方式——眾所同知，V／f控制是靜態的調壓，即當f一定時，電壓也一定了，它沒有按電動機負載率β的大小進行最佳控制。日本AREX公司10年前獲得世界公認的超能士節能控制器，多了一個環節，可按實際的負載率β來自動搜索(通過專用集成電路)，輸出最小的工作電壓和最小工作電流(U形特性曲線)，因此是最節電的，比一般變頻器在相同工況條件下，能多節電8％～10％，而且cos，是個動態調功控制器，特別適用風機、水泵類負載。在節能運行時，效果特好，早期產品為SMX系列，近年為擴大使用范圍，適用調速需要，新品種為VMX系列。后來日立J300系列變頻器在節能運行時也有此功能。電動機的U形特性曲線見圖2。
（4）模糊控制方式
模糊控制(FUZZY)
此方式按電動機參數及運行狀態，通過模糊控制方法控制，特別適用通用單片機如8031等為CPU的場合應用，模糊控制軟件簡化不要數學模型，又可對多變量實時控制，隨機變量能達一定精度要求，在冰箱、空調、洗衣機、微波爐等家電應用較廣。當然模糊控制也適用變頻器的控制，如Vacon變頻器就采用模糊電流矢量控制(見圖3)。
（5）自整定(電動機參數在線測量控制)
（6）最近有綠色無諧波問世
：鞏經理
：13915946763
：南京塞姆泵業有限公司
