周波数変換器の新技術と開発方向

特殊な周波数コンバータのサプライヤーは、周波数コンバータの応用がますます広まるにつれて、そのパフォーマンスとテクノロジーも急速に進化しており、主に次の側面に反映されていることを思い出させます。

(l) モジュール化。新型周波数変換器のモジュール化は大きく進歩しました。汎用周波数変換器用統合パワーモジュール(ISPM)は、整流回路、インバータ回路、論理制御回路、駆動・保護回路、電源回路を1つのモジュールに統合し、信頼性を大幅に向上させました。

(2)特化。独自の制御技術をより有効に活用し、現場制御のニーズを最大限に満たすために、新型周波数変換器は、ファン、水ポンプ、空調専用モデル、射出成形機専用モデル、エレベーター専用モデルなど、多くの専用モデルを派生させてきました。繊維機械、中間周波駆動、機関車牽引などに特化しています。

(3)ソフトウェアベース。新型周波数変換器のソフトウェアベースの機能は実用段階に入り、内蔵ソフトウェアプログラミングによって必要な機能を実現できます。この周波数変換器には、PID制御ソフトウェア、張力制御ソフトウェア、同期制御ソフトウェア、速度追従ソフトウェア、周波数変換器デバッグソフトウェア、通信ソフトウェアなど、現場のプロセス制御のニーズを満たすための様々なオプションアプリケーションソフトウェアが搭載されています。

(4) ネットワーク。新型周波数変換器はRS485インターフェースを搭載しており、複数の互換性のある通信インターフェースを提供し、様々な通信プロトコルをサポートします。周波数変換器はコンピュータによる制御・操作が可能で、オプションによりLonWorks、Interbus、DeviceNet、Modbus、Profibus、Ethernet、CANなどの様々なフィールドバスネットワークと通信できます。また、オプションにより、複数またはすべての種類のフィールドバスをサポートできます。

(5)低電磁ノイズ・静音性。新型周波数変換器は高周波搬送波SPWM方式を採用し、静音性を実現しています。インバータ回路では、電流ゼロクロススイッチ制御技術を採用し、波形の改善、高調波の低減を実現し、電磁両立性(EMC)に関する国際規格への適合を図り、クリーンなエネルギー変換を実現しています。

(6)グラフィカルユーザーインターフェース。新型周波数変換器の操作パネルには、通常のドロップダウンメニューに加えて、グラフィカルツールや中国語メニューなどの監視・操作機能も備わっています。

(7)デバッグ手順のガイド。新型周波数変換器は内部にデバッグガイドを備えており、パラメータを記憶する必要がなく、オペレータのデバッグ手順をガイドします。これは、その操作性を十分に反映しています。周波数変換器技術の発展に伴い、周波数変換器パラメータの自動調整が実用化されるでしょう。

(8)パラメータトレンドグラフ。新型周波数変換器のパラメータトレンドグラフは、リアルタイムの動作状態を表示することができ、デバッグプロセス中にいつでも動作パラメータを監視・記録することができます。

2. 周波数変換器の今後の開発方向

(l)制御理論の更なる向上と制御戦略の発展。ベクトル制御と直接トルク制御は交流速度制御システムの性能を大幅に向上させたが、依然として更なる研究が必要な分野は多く残されている。周波数変換器の今後の制御技術は、既存の基盤の上に更に発展し、現代制御理論に基づくモデル規範適応技術、多変数分離制御技術、最適制御技術、知能制御技術に基づくファジー制御、ニューラルネットワーク、エキスパートシステム、プロセス自己最適化、故障自己診断技術などを組み込み、周波数変換器を「フールプルーフ」かつより使いやすくする。

(2)高速フルデジタル制御。32ビット高速マイクロプロセッサをベースにしたデジタルコントローラの応用により、新しいパワーエレクトロニクスデバイス応用技術、Windowsオペレーティングシステム、各種CADソフトウェア、通信ソフトウェアが周波数変換器制御技術に導入され、多様な制御アルゴリズム、パラメータの自動設定、自由に設計された制御機能、グラフィックプログラミング技術などのデジタル制御技術を実現しました。

(3)新型パワーエレクトロニクスデバイスの応用技術。新型パワースイッチングデバイスの開発に伴い、ターンオフ駆動技術、デュアルPWMインバータ技術、フレキシブルPWM技術、フルデジタル自動化制御技術、静的および動的電流共有技術、サージ吸収技術、光制御および電磁トリガ技術、熱伝導および放熱技術などが急速に発展する。

(4)大容量・小型の周波数変換器。新型パワーエレクトロニクス機器の開発に伴い、子供向けのインテリジェント電源モジュールの利用や、周波数変換器の大容量・小型化が徐々に実現される。

(5)環境保護の要求にさらに適合し、真の「グリーン製品」となる。周波数変換器の電磁両立性技術はますます注目を集めています。周波数変換器の低周波ノイズの解決を基盤として、人々は周波数変換器の電磁放射と高調波汚染問題の解決策を模索し、良好な成果を上げています。近い将来、「グリーン製品」の周波数変換器が人々に披露されるようになると信じています。

(6)周波数変換器整合エネルギーフィードバック装置の機能は、移動負荷の機械的エネルギー(位置エネルギー、運動エネルギー)をエネルギーフィードバック装置を介して電気エネルギー(回生電気エネルギー)に変換し、それを交流電力網に送り返して近くの他の電気機器で使用させることにより、モータ駆動システムが単位時間当たりの電力網電気エネルギーの消費量を削減し、省エネの目標を達成することである。