Leveranciers van ondersteunende apparatuur voor frequentieomvormers herinneren u eraan dat frequentieomvormers vermogensomvormers zijn in bewegingsregelsystemen. Het huidige bewegingsregelsysteem is een technisch vakgebied dat meerdere disciplines omvat, en de algemene ontwikkelingstrend is: AC-gestuurde, hoogfrequente vermogensomvormers, digitale, intelligente en netwerkgestuurde besturing. Als belangrijk onderdeel van het systeem voor vermogensomvormers hebben frequentieomvormers zich daarom snel ontwikkeld door regelbare, hoogwaardige AC-voedingen met variabele spanning en frequentie te leveren.
In de 21e eeuw is het substraat van vermogenselektronica getransformeerd van Si (silicium) naar SiC (siliciumcarbide), wat een tijdperk inluidt van hoogspanning, grote capaciteit, hoge frequentie, modulaire componenten, miniaturisatie, intelligentie en lage kosten voor nieuwe vermogenselektronica. Diverse nieuwe elektrische apparaten die geschikt zijn voor snelheidsregeling met variabele frequentie worden momenteel ontwikkeld en onderzocht. De snelle ontwikkeling van IT-technologie en de voortdurende innovatie van regeltechniek zullen de ontwikkelingstrend van frequentieomvormers beïnvloeden.
Met de uitbreiding van de markt en de diversificatie van de gebruikersvraag worden de functies van binnenlandse frequentieomvormers voortdurend verbeterd en uitgebreid, met een hogere mate van integratie en systematisering, en zijn er al enkele gespecialiseerde frequentieomvormers ontstaan. Naar verluidt heeft de markt voor frequentieomvormers in China de afgelopen jaren een groeipercentage van 12-15% aangehouden en naar verwachting zal deze de komende 5 jaar een groeipercentage van meer dan 10% aanhouden. Momenteel ligt de groei van het geïnstalleerde vermogen van frequentieomvormers op de Chinese markt rond de 20%. Verwacht wordt dat de markt voor frequentieomvormers over ten minste 10 jaar verzadigd zal raken en geleidelijk zal rijpen.
1. Intelligentie
Nadat de intelligente frequentieomvormer in het systeem is geïnstalleerd, hoeven er niet veel functionele instellingen te worden uitgevoerd. De omvormer is eenvoudig te bedienen en te gebruiken, met een duidelijke weergave van de bedrijfsstatus. Hij kan storingsdiagnose en probleemoplossing uitvoeren, en zelfs automatische componentconversie uitvoeren. Internet kan worden gebruikt voor monitoring op afstand om de koppeling van meerdere omvormers volgens de procesprocedures te realiseren, waardoor een geoptimaliseerd geïntegreerd beheer- en besturingssysteem voor omvormers ontstaat.
2. Specialisatie
De productie van gespecialiseerde frequentieregelaars, gebaseerd op de kenmerken van een bepaald type belasting, is niet alleen voordelig voor het economisch en effectief regelen van de motor van de belasting, maar kan ook de productiekosten verlagen. Voorbeelden hiervan zijn frequentieregelaars voor ventilatoren en pompen, frequentieregelaars voor hefwerktuigen, frequentieregelaars voor liftbesturing, frequentieregelaars voor trekregeling en frequentieregelaars voor airconditioning.
3. Integratie
De frequentieomvormer integreert selectief relevante functionele componenten zoals een parameteridentificatiesysteem, PID-regelaar, PLC-controller en communicatie-eenheid in één geïntegreerde machine. Dit verbetert niet alleen de functionaliteit en verhoogt de betrouwbaarheid van het systeem, maar verkleint ook effectief het systeemvolume en minimaliseert het aantal externe circuitaansluitingen. Volgens rapporten is een geïntegreerde combinatie van frequentieomvormer en elektromotor ontwikkeld, waardoor het hele systeem kleiner en eenvoudiger te besturen is.
4. Milieubescherming
Milieubescherming en de productie van 'groene' producten is een nieuw concept voor de mensheid. In de toekomst zullen frequentieregelaars zich meer richten op energiebesparing en lage vervuiling, dat wil zeggen het minimaliseren van vervuiling en interferentie door ruis en harmonischen op het elektriciteitsnet en andere elektrische apparatuur tijdens gebruik.
5. De automatische uitschakeling, modularisering, integratie en intelligentie van de schakelcomponenten in het hoofdcircuit hebben de schakelfrequentie voortdurend verhoogd en de schakelverliezen verder verlaagd.
6. Wat betreft de topologische structuur van het hoofdcircuit van de frequentieomvormer:
De netzijdige omvormer van de frequentieomvormer maakt vaak gebruik van een 6-pulsomvormer voor laagspannings- en kleine capaciteitsapparaten, terwijl een gemultiplexte 12-pulsomvormer of meer wordt gebruikt voor middenspannings- en grote capaciteitsapparaten. Belastingsomvormers gebruiken vaak tweetraps brugomvormers voor laagspannings- en kleine capaciteitsapparaten, terwijl meertrapsomvormers worden gebruikt voor middenspannings- en grote capaciteitsapparaten. Voor de transmissie van vierkwadranten moet de netzijdige omvormer een omkeerbare omvormer zijn om regeneratieve energieterugvoer naar het net te bereiken en energie te besparen. Tegelijkertijd is er een dubbele PWM-omvormer met bidirectionele vermogensstroom ontstaan. Een goede regeling van de netzijdige omvormer kan ervoor zorgen dat de ingangsstroom een sinusgolf vormt en vervuiling van het net vermindert. Momenteel zijn zowel laag- als middenspanningsfrequentieomvormers voorzien van dergelijke producten.
7. De regelmethoden voor pulsbreedtemodulatie-inverters met variabele spanning kunnen onder meer bestaan uit sinusgolf-pulsbreedtemodulatie (SPWM), PWM-regeling om bepaalde harmonische ordes te elimineren, stroomvolgregeling en spanningsruimtevectorregeling (regeling van magnetische fluxvolgregeling).
8. De vooruitgang in methoden voor het regelen van de aanpassing van de frequentieomzetting voor AC-elektromotoren wordt voornamelijk weerspiegeld in de ontwikkeling van vectorregeling en directe koppelregelsystemen zonder snelheidssensoren, die zijn overgestapt van scalaire regeling naar vectorregeling en directe koppelregeling met hoge dynamische prestaties.
9. De vooruitgang in microprocessoren heeft digitale besturing de ontwikkelingsrichting van moderne controllers gemaakt: bewegingsregelsystemen zijn snelle systemen, met name voor de hoogwaardige besturing van wisselstroommotoren die opslag van diverse gegevens en snelle realtime verwerking van grote hoeveelheden informatie vereisen. In de afgelopen jaren hebben grote buitenlandse bedrijven achtereenvolgens DSP-cores (Digital Signal Processors) gelanceerd, gecombineerd met perifere functionele circuits die nodig zijn voor motorbesturing, geïntegreerd in één enkele chip, de zogenaamde DSP single-chip motorcontroller. De prijs is aanzienlijk verlaagd, het volume is kleiner, de structuur is compact, het gebruik is handig en de betrouwbaarheid is verbeterd. Vergeleken met conventionele microcontrollers heeft DSP zijn digitale verwerkingskracht 10-15 keer vergroot om superieure regelprestaties van het systeem te garanderen.
Digitale besturing vereenvoudigt hardware en flexibele besturingsalgoritmen bieden grote flexibiliteit in de besturing, waardoor complexe regelwetten kunnen worden geïmplementeerd en moderne regeltheorie werkelijkheid wordt in bewegingsregelsystemen. Het is eenvoudig te verbinden met bovenliggende systemen voor gegevensoverdracht, vergemakkelijkt foutdiagnose, versterkt de beveiligings- en bewakingsfuncties en maakt het systeem intelligent (zoals sommige frequentieomvormers met zelfregulerende functies).
10. AC-synchrone motoren zijn een nieuwe ster geworden in AC-regelbare transmissies, met name synchrone motoren met permanente magneet. De motor heeft een borstelloze structuur, een hoge vermogensfactor en een hoog rendement, en de rotorsnelheid is strikt gesynchroniseerd met de netfrequentie. Er zijn twee hoofdtypen synchrone motoren met variabele frequentieregeling: externe variabele frequentieregeling en automatische variabele frequentieregeling. Het principe van een zelfregelende synchrone motor met variabele frequentie is zeer vergelijkbaar met dat van een gelijkstroommotor, waarbij de mechanische commutator van de gelijkstroommotor wordt vervangen door een vermogenselektronische omvormer. Bij gebruik van een AC-DC-AC-spanningsomvormer wordt dit een "DC-commutatorloze motor" of "borstelloze gelijkstroommotor (BLDC)" genoemd. Het traditionele zelfregelende synchrone machinetoerentalregelsysteem met variabele frequentie heeft een rotorpositiesensor, en een systeem zonder rotorpositiesensor is momenteel in ontwikkeling. De variabele frequentieregeling van synchrone motoren kan ook gebruikmaken van vectorregeling, wat eenvoudiger is dan asynchrone motoren in termen van vectorregeling die is georiënteerd op het magnetische veld van de rotor.
Kortom, de ontwikkelingstrend van frequentieomvormertechnologie richt zich op intelligentie, eenvoudige bediening, goede functionaliteit, veiligheid en betrouwbaarheid, milieubescherming, lage geluidsontwikkeling, lage kosten en miniaturisatie.