Dodávatelia podporných zariadení pre frekvenčné meniče pripomínajú, že frekvenčné meniče sú výkonové meniče v systémoch riadenia pohybu. Súčasný systém riadenia pohybu je technická oblasť, ktorá zahŕňa viacero disciplín a celkový trend vývoja je: striedavý prúd, vysokofrekvenčné výkonové meniče, digitálne, inteligentné a sieťové riadenie. Preto sa frekvenčné meniče ako dôležitá súčasť systému na premenu energie rýchlo rozvíjajú a poskytujú ovládateľné vysokovýkonné zdroje striedavého prúdu s premenlivým napätím a frekvenciou.
V 21. storočí sa substrát výkonovej elektroniky transformoval z Si (kremíka) na SiC (karbid kremíka), čo prinieslo éru vysokého napätia, veľkej kapacity, vysokej frekvencie, modulárnych komponentov, miniaturizácie, inteligencie a nízkych nákladov na nové výkonové elektronické zariadenia. V súčasnosti sa vyvíja a skúmajú rôzne nové elektrické zariadenia vhodné na reguláciu rýchlosti s premenlivou frekvenciou. Rýchly rozvoj IT technológií a neustála inovácia teórie riadenia ovplyvnia vývojový trend frekvenčných meničov.
S rozširovaním trhu a diverzifikáciou požiadaviek používateľov sa funkcie domácich produktov frekvenčných meničov neustále zlepšujú a rozširujú, s vyššou integráciou a systematizáciou a už sa objavili niektoré špecializované produkty frekvenčných meničov. Uvádza sa, že v posledných rokoch si trh s frekvenčnými meničmi v Číne udržal tempo rastu 12 – 15 % a očakáva sa, že si udrží tempo rastu viac ako 10 % minimálne počas nasledujúcich 5 rokov. V súčasnosti je tempo rastu inštalovaného výkonu (výkonu) frekvenčných meničov na čínskom trhu v skutočnosti okolo 20 %. Očakáva sa, že trh s frekvenčnými meničmi dosiahne nasýtenie a postupne dospeje najmenej o 10 rokov neskôr.
1. Inteligencia
Po nainštalovaní inteligentného frekvenčného meniča do systému nie je potrebné vykonávať toľko funkčných nastavení, dá sa ľahko ovládať a používať, s jasným zobrazením prevádzkového stavu a umožňuje diagnostiku a riešenie problémov, a dokonca aj automatickú konverziu komponentov. Internet je možné použiť na diaľkové monitorovanie na realizáciu prepojenia viacerých meničov podľa procesných postupov, čím sa vytvorí optimalizovaný integrovaný systém riadenia a kontroly meniča.
2. Špecializácia
Na základe charakteristík určitého typu záťaže je výroba špecializovaných frekvenčných meničov nielen výhodná pre ekonomické a efektívne riadenie motora záťaže, ale môže tiež znížiť výrobné náklady. Napríklad frekvenčné meniče pre ventilátory a čerpadlá, frekvenčné meniče pre zdvíhacie stroje, frekvenčné meniče na riadenie výťahov, frekvenčné meniče na riadenie napätia a frekvenčné meniče pre klimatizáciu.
3. Integrácia
Frekvenčný menič selektívne integruje relevantné funkčné komponenty, ako je systém identifikácie parametrov, PID regulátor, PLC regulátor a komunikačná jednotka, do integrovaného stroja, čo nielen zlepšuje funkčnosť a zvyšuje spoľahlivosť systému, ale tiež efektívne znižuje objem systému a minimalizuje pripojenia externých obvodov. Podľa správ bol vyvinutý integrovaný kombinovaný stroj frekvenčného meniča a elektromotora, vďaka čomu je celý systém menší a ľahšie ovládateľný.
4. Ochrana životného prostredia
Ochrana životného prostredia a výroba „zelených“ produktov je pre ľudstvo novým konceptom. V budúcnosti sa frekvenčné meniče viac zamerajú na úsporu energie a nízke znečistenie, teda na minimalizáciu znečistenia a rušenia hlukom a harmonickými v elektrickej sieti a iných elektrických zariadeniach počas používania.
5. Samovypínanie, modularizácia, integrácia a inteligencia komponentov spínania výkonu v hlavnom obvode neustále zvyšujú frekvenciu spínania a ďalej znižujú straty spínania.
6. Z hľadiska topologickej štruktúry hlavného obvodu frekvenčného meniča:
Frekvenčný menič na strane siete často používa 6-pulzný menič pre nízkonapäťové a malokapacitné zariadenia, zatiaľ čo pre strednonapäťové a veľkokapacitné zariadenia sa používa multiplexný 12-pulzný alebo viacpulzný menič. Meniče na strane záťaže často používajú dvojúrovňové mostíkové meniče pre nízkonapäťové a malokapacitné zariadenia, zatiaľ čo viacúrovňové meniče sa používajú pre strednonapäťové a veľkokapacitné zariadenia. Na prenos štvorkvadrantového režimu, aby sa dosiahla regeneračná spätná väzba energie do siete a ušetrila energia, by mal byť sieťový menič reverzibilný menič. Zároveň sa objavil duálny PWM menič s obojsmerným tokom energie. Správne riadenie sieťového meniča môže dosiahnuť, aby vstupný prúd priblížil k sínusovej vlne a znížil znečistenie siete. V súčasnosti sú takéto produkty k dispozícii pre nízkonapäťové aj strednonapäťové frekvenčné meniče.
7. Metódy riadenia pre meniče napätia s pulzno-šírkovou moduláciou môžu zahŕňať riadenie sínusovou pulzno-šírkovou moduláciou (SPWM), riadenie PWM na elimináciu špecifických harmonických rádov, riadenie sledovaním prúdu a riadenie vektorového priestoru napätia (riadenie sledovaním magnetického toku).
8. Pokrok v metódach riadenia s frekvenčnou konverziou pre striedavé elektromotory sa odráža najmä vo vývoji vektorových riadení a systémov priameho riadenia krútiaceho momentu bez snímačov rýchlosti, ktoré sa posunuli od skalárneho riadenia k vysoko dynamickému vektorovému riadeniu a priamemu riadeniu krútiaceho momentu.
9. Pokrok mikroprocesorov urobil z digitálneho riadenia smer vývoja moderných regulátorov: systémy riadenia pohybu sú rýchle systémy, najmä vysokovýkonné riadenie striedavých motorov, ktoré vyžadujú ukladanie rôznych údajov a rýchle spracovanie veľkého množstva informácií v reálnom čase. V posledných rokoch veľké zahraničné spoločnosti postupne uviedli na trh jadrá založené na DSP (digitálnom signálovom procesore), kombinované s periférnymi funkčnými obvodmi potrebnými na riadenie motora, integrované do jedného čipu nazývaného DSP jednočipový regulátor motora. Cena sa výrazne znížila, objem sa zmenšil, konštrukcia bola kompaktnejšia, používanie bolo pohodlné a spoľahlivosť sa zlepšila. V porovnaní s bežnými mikrokontrolérmi sa DSP zvýšil svoj digitálny výpočtový výkon 10 až 15-krát, aby sa zabezpečil vynikajúci riadiaci výkon systému.
Digitálne riadenie zjednodušuje hardvér a flexibilné riadiace algoritmy poskytujú veľkú flexibilitu v riadení, čo umožňuje implementáciu zložitých riadiacich zákonov a premieňa modernú teóriu riadenia na realitu v systémoch riadenia pohybu. Ľahko sa prepája so systémami vyššej úrovne na prenos údajov, uľahčuje diagnostiku porúch, posilňuje ochranné a monitorovacie funkcie a robí systém inteligentným (napríklad niektoré frekvenčné meniče s funkciami samoregulácie).
10. Synchrónne motory na striedavý prúd sa stali novou hviezdou v oblasti regulovateľných prevodov striedavého prúdu, najmä synchrónne motory s permanentnými magnetmi. Motor má bezkefkovú štruktúru, vysoký účinník a vysokú účinnosť a rýchlosť rotora je prísne synchronizovaná s frekvenciou napájania. Existujú dva hlavné typy systémov riadenia rýchlosti synchrónnych motorov s premenlivou frekvenciou: externé riadenie s premenlivou frekvenciou a automatické riadenie s premenlivou frekvenciou. Princíp samoriadeného synchrónneho motora s premenlivou frekvenciou je veľmi podobný princípu jednosmerného motora, pričom mechanický komutátor jednosmerného motora je nahradený výkonovým elektronickým meničom. Pri použití meniča napätia AC-DC-AC sa to nazýva „bezkomutátorový motor jednosmerného prúdu“ alebo „bezkefkový jednosmerný motor (BLDC)“. Tradičný samoriadený systém riadenia rýchlosti synchrónneho stroja s premenlivou frekvenciou má snímač polohy rotora a v súčasnosti sa vyvíja systém bez snímača polohy rotora. Metóda riadenia s premenlivou frekvenciou synchrónnych motorov môže tiež využívať vektorové riadenie, ktoré je jednoduchšie ako asynchrónne motory z hľadiska vektorového riadenia orientovaného podľa magnetického poľa rotora.
Stručne povedané, trend vývoja technológie frekvenčných meničov smeruje k inteligencii, jednoduchej obsluhe, spoľahlivosti, bezpečnosti a ochrane životného prostredia, nízkej hlučnosti, nízkym nákladom a miniaturizácii.