变频器控制方式

变频器直接转矩控制方式

1985年，德国鲁尔大学的DePenbrock教l授提出了直接转矩控制变频技术。该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足，并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。4）经测试，电动机实际功率确实有富余，可以考虑选用功率小于电动机功率的变频器，但要注意瞬时峰值电流是否会造成过电流保护动作。该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。 直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机等效为直流电动机，因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算；它不需要模仿直流电动机的控制，也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。

变频器的工作原理

变频器的组成：

变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。

变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。（1）运算电路：将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。

变频器的控制方式：

低压通用变频输出电压为380～650V，输出功率为0.75～400kW，工作频率为0～400Hz，它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代：

正弦脉宽调制(SPWM)控制方式→电压空间矢量(SVPWM)控制方式→矢量控制(VC)方式→直接转矩控制(DTC)方式→矩阵式交—交控制方式。

发展方向：电力电子器件的基片已从Si（硅）变换为SiC（碳化硅），使电力电子新元件具有耐高压、低功耗、耐高温的优点；并制造出体积小、容量大的驱动装置；磁铁电动机也正在开发研制之中。20世纪60年代以后，电力电子器件普遍应用了晶闸管及其升级产品。随着IT技术的迅速普及，变频器相关技术发展迅速，未来主要向以下几个方面发展：

1.网络智能化

2.专门化和一体化

3.节能环保无公害

4.适应新能源

变频器组成的基本介绍

变频器是通过应用电力电子技术，改变电机工作电源频率，以控制电机不同转速的电力控制设备。变频器主要有整流电路、缓冲电路、滤波电路、逆变电路等组成。

滤波电路：一般电解电容的耐压值为400V；而三相380V的交流电，经整流后，直流电压理论值约为537V。因此滤波电容器，只能由两级电解电容串联而成。变频器专门化和一体化变频器的制造专门化，可以使变频器在某一领域的性能更强，如风机、水泵用变频器、电梯专用变频器、起重机械专用变频器、张力控制专用变频器等。由于电解电容的容量不可能相同，串联之后两级电解电容上的电压分配是不均衡的，会导致两个电解电容的使用寿命不一样。为了解决电压不均衡的问题，需在两个电解电容两端分别并联阻值相同的均压电阻。

逆变电路：将直流电（直流母线）转换成交流电的电力电子电路。在逆变桥里的多个IGBT组成。变频器箱体结构的选用变频器的箱体结构要与环境条件相适应，即必须考虑温度、湿度、粉尘、酸碱度、腐蚀性气体等因素。每个IGBT里都集成一个续流二极管，其作用是为电机的定子绕组反馈能量（电机发电）提供回路。当电机处于发电状态时，其电能可通过续流二极管流向直流回路，电解电容充电。

国产变频器与国外变频器的差异

国产变频器的进步是非常大的，以往国产变频器客户不敢使用，一听到国产的，推掉了，到今天已经开始接受了，从这个角度而言，国产变频器有机会像家电行业一样占有全部的低压市场，但是这个过程可能非常漫长，国产变频器和国外品牌变频器的确依然存在着差距，即使是低压变频器市场，国外品牌依然占有率超过六成。变提高工艺水平和产品质量方面的应用频器在数控机床控制、汽车生产线、造纸和电梯上的应用。

变频器属于工业品配件，配套使用在机器设备上，长期运行在工业恶劣环境中，这些环境有高温，潮湿，粉尘多，震动厉害等特点，而设备本身需要连续不间断工作生产，所以变频器的可靠性要求非常高。