變頻器的現狀及發展趨勢

趙海光

摘要：本文闡述了變頻器的工作原理和發展狀況，同時就變頻器近些年來的應用情況進行了分析。希望本文的論述能夠為我國變頻器實現良性發展，提供一些幫助和借鑒。

關鍵詞：變頻器;現狀;趨勢

引言

變頻器是一種電能轉換裝置，變頻器是將不同頻率的電源進行轉換，所使用的原理是電力半導體的通斷原理。這些年來，電動機成為我國經濟發展的重要基礎，大功率電動機在使用過程當中，會消耗掉大量的電能，而為了有效的節約能源就需要應用變頻調速技術。同時伴隨我國社會經濟良好發展，小型變頻器在社會發展過程當中應用越發廣泛，近些年來我國積極倡導節能減排，綠色環保發展的原則。所以著重關注變頻器的發展，對于我國社會經濟取得長足進步，會有極大的幫助作用。

1變頻器概述

1.1變頻器基本定義

變頻器是電力控制設備，變頻器應用了多種電氣技術，其中包含變頻調速技術、電力電子生產技術和微電子處理技術。通過對電機工作頻率進行轉換的形式，可以調控交流電動機的轉速。變頻器涵蓋六大模塊，分別是整流模塊、濾波模塊、逆變模塊、自動模塊、驅動模塊，以及信號檢測模塊。變頻器的應用為我國社會經濟發展提供了巨大的幫助。

1.2變頻器工作原理

圖1是變頻器的工作原理，通過模塊P、N、Z被將交流電路組成。此模塊可以實現交流電整定直流電的良好作用。同時將起作用到負荷加載到Z模塊之上，如果在P模塊上方施加正弦脈沖信號，那么所得直流電表示出的規律是正弦。其正弦波形周期是數倍于交流電的周期。模塊P、N共同作用，會在Z上施加正弦周期電流，其頻率隨著脈沖信號周期大小可以進行轉變。

1.3變頻器發展情況

上世紀二三十年代，我國學者針對交流調試技術進行專業探索，但是在此方面由于受到歷史、政治等原因導致沒有展開有效的研究，所取得的成效也是不夠理想。上個世紀70年代左右，我國微電子技術、電氣技術得到有效發展，交流調速技術取得了十分理想的成績。在此后的數十年間，我國變頻器經歷了多個發展的階段，并且在各個地區都建立起了生產基地。目前在我國生產和建立的變頻器企業有許多，其中有德國知名企業西門子、美國企業ABB等等，同時，國內生產商也積極的研發和生產變頻器，國內的生產企業主要有應為英威騰、歐瑞等、臺安等。

2 變頻器的發展現狀

2.1 國外變頻器現狀

相對于西方發達國家來說起變頻器發展現狀，重點體現在四個方面，想見下面表1所示。

2.2國產變頻器現狀

我國國內變頻器發展現狀，重點體現在六個方面，想見下面表2所示。

3 變頻器技術存在的問題和發展趨勢

3.1變頻器技術存在的問題

目前，變頻器在使用過程當中，主要存在的問題是干擾問題。電網的結構十分的復雜，電網當中所存在的諧波，對于變頻器會產生巨大的干擾。產生諧波的設備有多種，其中包括直流交流轉換設備。整流設備復雜或者照明設備等等。上述這些設備在運轉過程當中，會產生沖擊電網的電磁干涉。由此就導致電能當中，電流電壓的波形產生異變，進入導致波形嚴重出血不良干擾，由此導致變頻器的干擾十分的嚴重。在電能量接入變頻器之時，需要對這些諧波進行處理，首先進行濾波器濾波，將諧波的影響降至最低，其實要建立共模干涉，通過控制線對應控制信號的干擾進行消除。

3.2變頻器發展趨勢

3.2.1主控一體

今天你來日本三菱公司相繼推出DIPIPM模塊，此模塊的建立標志變頻器向數字化、智能化的方向不斷邁進。通過此模塊的建立可以為用戶提供穩定的基本操作，而且此變頻器當中也加入了PLC模塊，以及PID算法。同時將通訊有效集中起來，可以讓變頻器形成自我控制、自我調整的集成化控制系統。目前，此項變頻器已經得到了有效的使用，并且由于其設計精巧、操作簡便，已被被市場所廣泛認可。

3.2.2專業系統

為了保證變頻器在各個行業都能發揮出應有的功效，需要著重研發專業系統的變頻器。近些年來我國社會經濟不斷飛速增長。各種大型工程項目相繼建立，由此就需要投入高性能的變頻器，我國相關生產廠家積極地在此方面展開研發，英威騰的SAJ變頻器S350高性能矢量變頻器，由于擁有良好的高性能矢量控制，可以實現極快的矢量控制響應。偉創的AC90高性能變頻器，針對開環張力控制技術進行有效探索，在我國張力控制領域取得了非常理想的成績。

3.2.3低磁除噪

目前，伴隨科學技術的不斷進步，變頻器擁有了更加理想的高性能諧波抑制功能和抗干擾功能。通過將交流電抗器放入變頻器電流輸入端，可以對輸入電流波形進行有效改善，這樣也便于抵制對電網諧波的不良干擾。通過使用半諧振方式對電源開關進行調控，這種調控形式，其功率控制在30MHz到50MHz，由此可以將噪音降低到10 dB左右。

結語

近些年來，微電子技術、電力電子技術、電子通訊技術的良好發展，推動著變頻器向著專業化、智能化、控制一體化的方向邁進。而且變頻器的抗干擾形式越發理想。相信通過廣大科研人員不斷專業探索，一定能夠研發出性能更加優良的變頻控制系統。

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