变频技术发展综述
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我国变频技术的现状与发展方向摘要:本文简略介绍了国内变频器的发展、国内变频器技术的现状和发展趋势,从而得出了应用于变频器的各种技术的发展方向。
关键词:变频器;单元串联多电平;微机控制近年来,交流变频调速技术在我国有了突飞猛进的发展,变频调速在调速范围、调速精度、动态响应、低速转矩、通讯功能、智能控制、节约电能、提高功率因数、提高工作效率、使用方便等方面优异的性能,是其他的交流调速方式无法比拟的。
变频器以体积小、重量轻、通用性强、适用范围广、保护功能完善、可靠性高、操作简便等优点,深受钢铁、冶金、矿山、石化、医药、食品、纺织、印染、机械、电力、建材、造纸等行业的欢迎,使用变频器后经济效益和社会效益非常显著。
下面对变频器的现状及其未来的技术发展方向进行分析介绍。
1.变频器的现状1.1变频器的市场情况我国50 %~60%的发电量用于交流电动机,而容量在315kw以上,额定电压一般为3~10 kv的电动机占电动机总装机容量的40%~50%。
由于我国中压变频技术仍没有形成产业化,落后于国外发达国家,因此这部分电动机在负载工况变化时,缺少经济可靠的调速手段,每天都在浪费着大量的电能,因此国内潜在着巨大的中压大功率变频器市场。
世界上各大知名的电气公司,如西门子、abb、ab、aeg、东芝等,都在这一领域展开激烈的竞争,投入大量的人力、物力和财力,开发研制高性能的产品,以抢占我国中压大功率变频器的市场。
国家计委预计在今后十五年内,使我国变频器总需求的投资额在500亿元以上,而其中60 %~70 %是中压大功率变频器。
我国的高压变频器市场具有其特殊性,包括:(1)行业性很强,主要集中在冶金、电力、供水、石油、化工、煤炭等行业。
在工业用电中石油、煤炭等能源行业耗电占22.34 %;化工占14.73 %;冶金占14.18 %;机械建材占10.96 %;供水占10.53 % 。
(2)目前全国各行业中,只有少数企业的高压电机使用了调速方式,市场空白点多。
变频器技术的现状与发展唐 敏 当今电(动)机消耗的电能约占工业电耗的65%,如将占绝对多数的非调速型电机改成调速运行,使其耗电量实现随负荷大小而变化,则可节约大量能源。
调速运行的方式很多,其中变频调速优于以往任何一种交流调速方式,是当今国际上一项效益最高、性能最好、应用最广的高新技术。
它采用最新微机控制功率电子和电机传动技术实现了工业交流电机的无级调速。
在国外尤其是在日、美、德、英等工业发达国家获得了广泛的应用,是自动化电力拖动的发展方向。
1.变频器的技术原理和应用变频调速是通过改变定子供电频率来达到电机调速的目的。
由于异步电机的同步转速与输入电源频率成正比关系,所以改变输入电源的频率就改变了电机的同步转速,这也就达到了交流电机的调速要求。
但在许多条件下,为了保持在调速时电机的最大转矩不变,必须维持电机的磁通量恒定,因此定子的供电电压也要作相应调节。
变频器就是利用变频调速技术开发的典型产品,兼有调频调压两种功能,通常称为VVVF (Variable Voltag e Variable Frequency)变频器,也称作“交—直—交”变频器。
其工作原理为:工频电源(380V,50Hz)通过整流器部分,整流为固定的直流电压,然后应用六个大功率晶体管(GT O、GTR或IGBT)组成具有正弦波脉宽调制功能的三种桥式逆变器,将直流电逆变成具有可变电压和可变频率的交流电源。
由于采用了微处理器编程的正弦波脉宽调制(SPWM)方法,电流输出波形近似于正弦波,故可用于驱动普通型交流异步电机或变频专用电机实现无级调速。
在众多调速技术中,变频器之所以受人瞩目,是因为它能根据负载的变化使电机实现自动、平滑的增速或减速,调速特性基本保持了异步电机固有转差率小的特点,因其效率高、范围宽、精度高且能无级调速,是异步电机最理想的调速方法,尤其适用于水泵和风机,与传统的阀门、档板调节相比,节电率高达40%以上,同时这些领域对变频器的性能要求不高,只需模拟式八位微机控制即可实践证明,从数百瓦的伺服系统到数万千瓦的特大功率高速传动系统,从小范围调速到高精度、快响应、大范围调速系统,从单机传动到多机协调联动,从纺织印染到交通运输,从饲料和食品加工到钢铁冶炼等凡用电机的场合。
变频技术的发展趋势及其应用
一、变频技术的发展趋势
1.适应条件多变的智能控制
随着工业4.0技术的发展,越来越多的智能设备需要能够根据变化环
境和条件进行实时变化,以满足用户的需求。
变频技术在这一方面起到了
重要作用,可以实时监测电机状态,可以根据实时条件调整电机的转速,
降低运行能耗,提高运行效率。
2.节能减排
随着节能减排的要求日益增加,变频技术非常适合实现节能减排的目标,因为它可以根据实时的条件调整电机的功率,从而减少电机的能耗和
排放。
加之变频技术可以降低机械金属磨损,从而提高加工质量,减少设
备维护的工作量,同时还可以降低润滑油的使用量,从而实现节能减排。
3.可靠性和稳定性
变频技术可以改善电机的可靠性和稳定性,变频器可以控制电机的转速,可以实现自动调节,避免由于过载或过电流而导致的电机烧坏。
此外,变频技术还可以减少电机运行中的噪声,提高电机的稳定性,确保电机的
长期可靠性。
二、变频技术应用
变频技术在工业领域的应用日益广泛,其可以应用到包括搅拌机、洗
衣机、空调、泵、风机等等场景中。
1.搅拌机
搅拌机是一种经常被用于制造类产品的重要设备。
变频器的技术趋势
变频器是一种用于控制电机转速和输出功率的设备,具有节能、精确控制和适应性强等优点。
随着科技的进步和市场需求的变化,变频器的技术趋势主要体现在以下几个方面:
1. 高效节能:随着能源资源的日益紧张,提高能源利用效率成为重要目标。
变频器以其在启动和运行过程中的能量调节功能和优化的控制算法,能够降低电机运行能耗,实现高效节能。
2. 智能化控制:随着工业自动化和智能化的发展,变频器逐渐具备了更高级的控制功能。
例如,通过集成传感器和通信模块,可以实现远程监测和故障诊断,提高设备的可靠性和可维护性。
3. 高性能:随着电机的要求越来越高,变频器需要具备更高的性能,如更快的响应速度、更低的噪音和更高的输出功率密度。
技术趋势主要体现在控制器的设计、功率模块的研发和散热系统的优化等方面。
4. 多功能集成:变频器正朝着多功能集成的方向发展,除了供应电机控制功能外,也逐渐集成了许多辅助功能,如过流、过压、过温保护等,以提高设备的可靠性和安全性。
5. 小型化和模块化:随着电子元器件的不断发展和封装技术的提高,变频器的
体积逐渐减小,模块化程度提高。
这样可以降低设备的体积和重量,方便安装和维护。
总的来说,变频器的技术趋势主要是高效节能、智能化控制、高性能、多功能集成、小型化和模块化。
这些趋势将使变频器在各个领域的应用更加广泛和灵活。
变频电机制造市场发展现状引言变频电机是一种能够根据负载要求自动调整转速和转矩的电机,它能够提高电机的效率和控制能力,广泛应用于工业生产和家庭使用领域。
近年来,随着工业自动化水平和生活水平的不断提高,变频电机制造市场也呈现出快速增长的趋势。
本文将就变频电机制造市场的发展现状进行分析与探讨。
变频电机制造市场规模增长随着工业自动化的不断推进,对电机控制能力的要求越来越高,传统的恒速电机已经难以满足现代生产中对于精确控制和能耗节约的需求。
而变频电机凭借其灵活性、高效性和可靠性等特点,成为工业生产中的首选电机类型。
据市场调研数据显示,全球变频电机制造市场规模自2015年开始快速增长,预计到2025年,市场规模将达到XX亿美元。
产业竞争格局分析目前,全球变频电机制造产业竞争格局相对分散,主要厂商分布于亚洲、欧洲和北美地区。
亚洲地区主要以中国、日本和韩国为代表,占据全球变频电机市场份额的较大比例。
中国在变频电机制造领域具备较强的产业链完整性,从电机设计、制造到销售覆盖了全产业链。
欧洲地区则以德国、法国和意大利为主要制造国,其在高端领域的技术研发能力较强。
北美地区以美国为主要市场,变频电机的应用主要集中在工业制造领域。
市场动力驱动因素1.工业自动化水平提升:随着工业自动化水平的提高,越来越多的工业生产线采用变频电机作为动力源,从而推动了市场需求的增长。
2.节能环保要求:变频电机在能源利用率方面相较于传统电机有明显优势,其在降低生产能耗和节约能源方面具有潜在的经济效益,符合节能环保政策要求。
3.新兴行业需求增长:随着新兴行业如新能源、电动汽车等的快速发展,对动力电机的需求也在增加,其中变频电机由于其控制能力和高效性而受到青睐。
挑战与机遇1.技术创新:变频电机制造企业需要不断加强技术研发和创新能力,提高产品性能和质量水平,以满足市场需求。
2.市场竞争加剧:随着变频电机市场规模的扩大,市场竞争也日益激烈,制造企业需要通过提供差异化的产品和服务来获得竞争优势。
变频空调压缩机及变频调速系统的技术现状【摘要】本文主要介绍了关于变频空调压缩机及变频调速系统的技术现状。
在变频空调压缩机技术方面,随着技术的不断进步,压缩机的能效比、性能稳定性和运行可靠性都得到了显著提升,使得空调系统更加节能环保。
而在变频调速系统技术方面,通过精密的控制与监测,实现了空调系统的智能化和精确调节,提高了系统的运行效率和舒适性。
未来发展趋势则是将继续追求更高的能效与稳定性,推动空调行业朝着智能化、节能环保的方向发展。
变频空调压缩机及变频调速系统的发展将为人们提供更加舒适、节能、智能的空调使用体验。
【关键词】变频空调压缩机、变频调速系统、技术现状、发展趋势1. 引言1.1 变频空调压缩机及变频调速系统的技术现状变频空调压缩机及变频调速系统的技术现状一直是空调行业领域的重要研究方向。
随着科技的不断发展,变频空调压缩机技术已经取得了显著的进步,不仅在能效方面有了显著提升,还在运行稳定性、节能效果和使用寿命等方面取得了巨大的突破。
变频调速系统的技术现状也日益成熟,能够更精准地控制空调系统的工作状态,实现能源的高效利用,提升空调系统的整体性能。
变频空调压缩机及变频调速系统的技术现状呈现出不断创新、稳步发展的趋势,为空调行业的未来发展奠定了坚实的基础。
2. 正文2.1 变频空调压缩机技术现状随着空调行业的发展,变频空调压缩机技术也日益成熟和普及。
传统空调系统采用固定频率压缩机,只能以固定的速度运行,而变频空调压缩机则可以根据需求实时调节转速,实现能效更高的运行。
变频空调压缩机采用变频调速技术,能够根据室内温度变化实时调节压缩机转速,达到更舒适的室内环境。
相比传统固定频率压缩机,变频空调压缩机具有更低的启动电流、更稳定的输出功率和更节能的特点。
目前,市面上已经出现了各种不同品牌和型号的变频空调压缩机,涵盖了家用、商用和工业用途。
一些高端产品甚至采用了多级变频调速系统,进一步提高了能效和舒适性。
随着能源危机日益严重和环保意识的提高,变频空调压缩机技术将会在未来得到更广泛的应用和发展。
变频调速的发展及应用变频调速是一种通过改变电机驱动的频率和电压来实现调速的技术。
它的发展和应用自20世纪80年代以来取得了巨大的突破,并广泛应用于各个领域。
首先,变频调速技术的发展始于电力电子技术的成熟。
20世纪80年代,随着功率半导体元件的快速发展,大功率和高可靠性的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)开始广泛应用于变频调速系统中。
IGBT的出现使得变频调速技术有了更高的稳定性和可靠性,为其发展奠定了基础。
其次,变频调速技术的应用带来了巨大的经济效益。
传统的机械调速方式通常通过机械和液压传动实现,效率低下且操作复杂。
而变频调速技术使得电动机的运行速度可以根据实际需要进行调整,从而提高了能源利用效率和生产效率,降低了能耗和运行成本。
特别是在工业生产中,变频调速技术可以实现精确的控制,提高了生产过程的可控性和稳定性,减少了产品缺陷率,提高了产品质量。
此外,变频调速技术还具有较好的可扩展性和适应性。
它可以适应各种不同负载的工作要求,并且可以与传统的自动化控制系统相结合,实现更加智能化的控制。
例如,在交通运输领域,变频调速技术可以应用于电动车辆和电动机车的控制,实现驱动系统的高效可靠运行。
在航空航天领域,变频调速技术可以应用于飞机的发动机控制和能源管理,提高了飞机的性能和航空安全。
值得注意的是,变频调速技术的发展也面临一些挑战。
首先,功率电子器件的性能和可靠性仍然需要进一步提高。
随着电机功率的不断增加,对功率器件的要求也越来越高。
其次,变频调速系统的设计和调试需要一定的专业知识和技术能力,这对于一些中小型企业来说可能是一个难题。
此外,变频调速技术的应用在一定程度上增加了电磁干扰的风险,对电磁兼容性的要求也相应增加。
总之,变频调速技术的发展和应用在提高能源利用效率、降低运行成本、提高产品质量等方面取得了显著的成果。
随着电力电子技术的不断进步和应用需求的增加,相信变频调速技术将在未来得到更广泛的应用和发展。
变频器技术发展趋势作者:佚名来源:本站整理发布时间:2002-5-14 15:15:19信息来源:网上一、运动控制系统的发展变频器是运动控制系统中的功率变换器,运动控制系统是作为机电能量变换器的电气传动技术的发展。
当今的运动控制系统是包含多种学科的技术领域,总的发展趋势是:驱动的交流化,功率变换器的高频化,控制的数字化、智能化和网络化。
因此,变频器作为系统的重要功率变换部件,提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。
二、变频器技术的发展趋势经历大约三十年的研发与应用实践,随着新型电力电子器件和高性能微处理器的应用以及控制技术的发展,变频器的性能价格比越来越高,体积越来越小,而厂家仍然在不断地提高可靠性实现变频器的进一步小型轻量化、高性能化和多功能化以及无公害化而做着新的努力。
变频器性能的优劣,一要看其输出交流电压的谐波对电机的影响,二要看对电网的谐波污染和输入功率因数,三要看本身的能量损耗(即效率)如何?这里仅以量大面广的交—直—交变频器为例,从技术上看在以下几个方面会进一步得到发展:1.主电路功率开关元件的自关断化、模块化、集成化、智能化,开关频率不断提高,开关损耗进一步降低。
低压小容量变频器普遍采用的功率开关器件是:功率M OSFET、IG-BT(绝缘栅双极度晶体管)和IPM(智能功率模块)。
中压大容量变频器采用有:GTO(门极可关断晶闸管)、IGCT(集成门极换流晶闸管)、SGCT(对称门极换流晶闸管)、IEGT(注入增强栅晶体管)和高压IG BT。
2.变频器主电路的拓扑结构方面:变频器的网侧变流器对低压小容量的常采用6脉冲变流器,而对中压大容量的采用多重化12脉冲以上的变流器。
负载侧变流器对低压小容量的常采用两电平的桥式逆变器,而对中压大容量的采用多电平逆变器。
值得注意的是,对于四象限运行的传动,为实现变频器再生能量向电网回馈和节省能量,网侧变流器应为可逆变流器,出现了功率可双向流动的双PWM变频器,对网侧变流器加以适当控制可使输入电流接近正弦波,并使系统的功率因数接近于1,减少对电网的公害。
变频器的发展现状
变频器是一种用于调节电动机的转速、转矩和功率输出的电子设备。
它通过改变电源的频率和电压来实现对电动机的控制。
在过去的几十年里,变频器在工业生产与家居设备中得到了广泛的应用,带来了极大的便利和经济效益。
下面将介绍变频器的发展现状。
首先,随着科技的进步和电力电子技术的发展,变频器的性能大大提高。
过去的变频器在效率、稳定性和响应速度上存在一些不足,而现代的变频器利用先进的控制算法和电子元件,使其拥有更高的效率和更快的响应速度。
这使得变频器在不同的应用场景中能够更准确地控制电动机的运行,提高生产效率和产品质量。
其次,变频器在节能减排方面发挥了重要作用。
与传统的电阻或油压调速相比,变频器可以根据实际负载需求来调整电动机的转速和功率输出,避免了无效的能量消耗。
这种节能的特性使得变频器在工业生产中广泛应用,对于减少能源消耗和降低环境污染具有积极的意义。
此外,随着智能制造和物联网技术的兴起,变频器与其他设备的联网功能也得到了提升。
现代的变频器可以通过网络与其他设备进行通信和协同工作,实现自动化控制和远程监控。
这种联网能力使得生产过程更加智能化和灵活化,提高了生产的效率和质量。
总的来说,变频器在技术和应用领域都取得了显著的进步。
随
着工业自动化和能源节约的需求不断增加,变频器将继续发展和创新,为各个行业带来更多的价值和机遇。
变频技术发展综述班级:08电气(2)班姓名:XX 学号:08302300XX摘要:家电由于具有高效、节能、舒适静噪等明显效果,因而其性能优势已逐渐在消费领域彰显出来。
文章讨论了变频技术在家电产品中的应用情况,指出变频家电是新一代家用电器的发展趋势,变频技术已成为最具发展前景的焦点技术。
关键词:空调;变频技术;变频空调;PWM变频技术在家用电器中的运用引言20世纪70年代,家用电器开始逐步变频化,出现了电磁烹任器、变频照明器具、变频空调器、变频微波炉、变频电冰箱、IH(感应加热)饭堡、变频洗衣机等。
20世纪90年代后半期,家用电器则依托变频技术,主要瞄准高功能和省电。
比如,要求具有高速高出力、控制性能好、小型轻量、大容量、高舒适感、长寿命、安全可靠、静音、省电等优点。
首先是电冰箱,由于它处于全天工作,采用变频制冷后,压缩机始终处在低速运行状态,可以彻底消除因压缩机起动引起的噪声,节能效果更加明显。
其次,空调器使用变频后,扩大了压缩机的工作范围,不需要压缩机在断续状态下运行就可实现冷、暖控制,达到降低电力消耗,消除由于温度变动而引起的不适感。
近年来,新式的空调器已采用无刷直流电动机实现变频调速,其节能效果较交流异步电动机变频又提高约10%—15%。
为了进一步提高装置的效能,近年来,日本的空调器又逐步从单纯的PWM控制改为PWM十PAM混合控制方式。
即较低速时采用PWM控制,保持U/f为一定;当转速大于一定值时,将调制度固定在最大值附近,通过改变直流斩波器的导通占空LL,提高逆变器输入直流电压值,从而保持变频器输出电压和转速成比例,这一区域称为PAM区。
采用混合控制方式后,变频器的输入功率因数、电机效率、装置综合效率都比单独PWA4控制时有较大幅度的提高[1]。
近年来,新式的变频冷藏库不但耗电量减少、实现静音化,而且利用高速运行能实现大幅度时快速冷冻;在洗衣机方面,过去使用变频实现可变速控制,提高洗净性能,新流行的洗衣机除了节能和静音化外,还在确保衣物柔和洗涤等方面推出新的控制内容;电磁烹任器利用高频感应加热使锅子直接发热,没有燃气和电加热的炽热部分,因此不但安全,还大幅度提高加热效率,其工作频率高于听觉之上,从而消除了饭锅振动引起的噪声;IH电饭堡得到的火力比电加热器更强,而且利用变频可以进行火力微调,只要合理设计加热感应线圈,可得到任意的加热布局,炊饭性能上了一个档次;变频微波炉利用高频电能给磁控管必要的升压驱动,电源结构小,炉内空间更宽敞,新式微波炉能任意调节电力,并根据不同食品选择最佳加热方式,缩短时间,降低电耗;照明方面,荧光灯使用高频照明,可提高发光效率,实现节能,无闪烁,易调光,频率任意可调,镇流器小型轻量[3]。
变频技术正在给形形色色的家电带来新的革命,并将给用户带来更大的福音。
今后变频技术还将随着电力电子器件、新型电力变换拓扑电路、滤波及屏蔽技术的进步而发展。
家用太阳能发电系统还将给家电增添新的能源[3]。
一.变频技术发展现状变频技术涉及到电力、电子、电工、信息与控制等多个学科领域。
随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的发展,以变频调速为代表的近代交流调速技术有了飞速的发展。
交流变频调速传动克服了直流电机的缺点,发挥了交流电机本身固有的优点(结构简单、坚固耐用、经济可靠、动态响应好等),并且很好地解决了交流电机调速性能先天不足的问题。
交流变频调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电效果以及在国民经济各领域的广泛适用性,而被公认为是一种最有前途的交流调速方式,代表了电气传动发展的主流方向。
变频调速技术为节能降耗、改善控制性能、提高产品的产量和质量提供了至关重要的手段。
变频调速理论已形成较为完整的科学体系,成为一门相对独立的学科[2]。
20世纪是电力电子变频技术由诞生到发展的一个全盛时代。
随着电力电子技术、微电子技术及控制理论的发展,变频调速技术已被广泛的应用到电机控制领域。
功率器件的更新换代促使了电力变换技术的不断发展。
从20世纪60年代后期开始,电力电子器件经历了从SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)到今天的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)的转变过程。
与此同时,变频调速控制技术也发生了由VVVF变频、矢量控制变频到直接转矩控制变频的转变过程。
最初的交流变频调速理论诞生于20世纪20年代,直到60年代,由于电力电子器件的发展,才促进了变频调速技术向实用方向发展。
70年代席卷工业发达国家的石油危机,促使他们投入大量的人力、物力、财力去研究高效率的变频器,使变频调速技术有了很大发展并得到推广应用。
80年代,变频调速已产品化,性能也不断提高,发挥了交流调速的优越性,广泛地应用于工业各部门,并且部分取代了直流调速。
进入90年代,由于新型电力电子器件如IGBT(绝缘栅双极型晶体管Insolated Gate Bipolar Transistor)、IGCT(集成门极换流型晶闸管Integrated Gate Commutated Thyristor)等的发展及性能的提高、计算机技术的发展,如由16位机发展到32位机以及DSP(数字信号处理器Digital Signal Processor)的诞生和发展(如磁场定向矢量控制、直接转矩控制)等原因,极大地提高了变频调速的技术性能,促进了变频技术的发展,使变频器在调速范围、驱动能力、调速精度、动态响应、输出性能、功率因数、运行效率及使用的方便性等方面大大超过了其它常规交流调速方式,其性能指标亦已超过了直流调速系统,达到取代直流调速系统的地步。
目前,交流变频调速以其优异的性能而深受各行业的普遍欢迎,在电力、轧钢、造纸、化工、水泥、煤炭、纺织、铁路、食品、船舶、机床等传统工业的改造中和航天航空等高新技术的发展应用中无不看到变频调速技术的踪影,变频调速技术取得了显著的经济效益。
随着电压型逆变器在高性能电力电子装置,如交流传动,不间断电源和有源滤波器的应用越来越广泛,PWM控制技术作为这些系统的共用及核心技术,引起人们的高度重视,并得到深入研究。
所谓PWM技术就是利用半导体器件的开通和关断把直流电压变成一定形状的电压脉冲序列。
来实现频率、电压控制和消除谐波的一门技术。
自关断器件的发展为PWM技术铺平了道路,目前几乎所有的变频调速装置都采用这一技术。
PWM技术用于变频器的控制,可以明显改善变频器输出波形,降低电动机的谐波损耗,并减小转矩脉动,同时还简化了逆变器的结构,加快了调节速度,提高了系统的动态响应性能。
PWM技术除了用于逆变器的控制,还用于整流器的控制,PWM整流器现在已开发成功,利用它可以实现输入电流正弦和电网功率因数为1的目标。
人们称PWM整流器是对电网无污染的“绿色”变流器。
目前已经提出并得到应用的PWM控制方案就不下数十种,尤其是微处理器应用于PWM技术数字化以后,花样更是不断翻新,从最初追求电压波形的正弦,到电流波形的正弦,再到磁通的正弦;从效率最优,转矩脉动最少,再到消除噪音等,PWM控制技术的发展经历了一个不断创新和不断完善的过程。
目前仍有新的方案不断提出,这说明该项技术的研究方兴未艾。
不少方法已趋成熟,并有许多已在实际中得到应用[6]。
二.变频技术与家用电器20世纪70年代,家用电器开始逐步变频化,出现了电磁烹任器、变频照明器具、变频空调器、变频微波炉、变频电冰箱、IH(感应加热)饭堡、变频洗衣机等。
20世纪90年代后半期,家用电器则依托变频技术,主要瞄准高功能和省电。
比如,要求具有高速高出力、控制性能好、小型轻量、大容量、高舒适感、长寿命、安全可靠、静音、省电等优点。
首先是电冰箱,由于它处于全天工作,采用变频制冷后,压缩机始终处在低速运行状态,可以彻底消除因压缩机起动引起的噪声,节能效果更加明显。
其次,空调器使用变频后,扩大了压缩机的工作范围,不需要压缩机在断续状态下运行就可实现冷、暖控制,达到降低电力消耗,消除由于温度变动而引起的不适感。
近年来,新式的空调器已采用无刷直流电动机实现变频调速,其节能效果较交流异步电动机变频又提高约10%—15%。
为了进一步提高装置的效能,近年来,日本的空调器又逐步从单纯的PWM控制改为PWM十PAM混合控制方式。
即较低速时采用PWM控制,保持U/f为一定;当转速大于一定值时,将调制度固定在最大值附近,通过改变直流斩波器的导通占空LL,提高逆变器输入直流电压值,从而保持变频器输出电压和转速成比例,这一区域称为PAM区。
采用混合控制方式后,变频器的输入功率因数、电机效率、装置综合效率都比单独PWA4控制时有较大幅度的提高[4]。
近年来,新式的变频冷藏库不但耗电量减少、实现静音化,而且利用高速运行能实现大幅度时快速冷冻;在洗衣机方面,过去使用变频实现可变速控制,提高洗净性能,新流行的洗衣机除了节能和静音化外,还在确保衣物柔和洗涤等方面推出新的控制内容;电磁烹任器利用高频感应加热使锅子直接发热,没有燃气和电加热的炽热部分,因此不但安全,还大幅度提高加热效率,其工作频率高于听觉之上,从而消除了饭锅振动引起的噪声;IH电饭堡得到的火力比电加热器更强,而且利用变频可以进行火力微调,只要合理设计加热感应线圈,可得到任意的加热布局,炊饭性能上了一个档次;变频微波炉利用高频电能给磁控管必要的升压驱动,电源结构小,炉内空间更宽敞,新式微波炉能任意调节电力,并根据不同食品选择最佳加热方式,缩短时间,降低电耗;照明方面,荧光灯使用高频照明,可提高发光效率,实现节能,无闪烁,易调光,频率任意可调,镇流器小型轻量[3]。
变频技术正在给形形色色的家电带来新的革命,并将给用户带来更大的福音。
今后变频技术还将随着电力电子器件、新型电力变换拓扑电路、滤波及屏蔽技术的进步而发展,家用太阳能发电系统还将给家电增添新的能源。
三.变频技术国内外现状对比A.国外现状在大功率交-交变频(循环变流器)调速技术方面,法国阿尔斯通已能提供单机容量达3万kW的电气传动设备用于船舶推进系统。
在大功率无换向器电机变频调速技术方面,意大利ABB公司提供了单机容量为6万kW的设备用于抽水蓄能电站。
在中功率变频调速技术方面,德国西门子公司Simovert A电流型晶闸管变频调速设备单机容量为10 ~ 2600 kVA和Simovert P GTO PWM变频调速设备单机容量为100 ~ 900 kVA,其控制系统已实现全数字化,用于电力机车、风机、水泵传动。
在小功率交流变频调速技术反面,日本富士BJT变频器最大单机容量可达700 kVA,IGBT变频器已形成系列产品,其控制系统也已实现全数字化[6]。
国外交流变频调速技术高速发展有以下特点。
(1)市场的大量需求。