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变频器的原理与应用

一.变频器的原理与组成

交流调速飞速技术发展的原因：

电力电子器件制造技术；电力电子电路的变换技

术；PWM技术，矢量控制技术，直接转矩控制技

术；微机和大规模集成电路基础的数字控制技术。

发展趋势与动向:

IGBT的应用:载波频率可达16KHz,抑制噪声和机械

共震,电机电流在低速时波形接近正弦,减少转矩脉

动;电压驱动,简化了电路;网侧变流器的PWM控制;

矢量控制变频器技术的通用化,无速度传感器矢量控

制系统代表另一新技术动向.

无速度传感器矢量控制的速度观测模型,建模方法大体上

有:

动态速度估计器;模型参考自适应方法;基于PI调节器法;

自适应转速观测器法;转子齿谐波法;滑模观测法.

感应电机是一多变量,强耦合及时变参数系统,围绕

它有若干研究课题:

电机参数模型的离散化;电机参数的自测定;电机定

子电流的控制;电机参数的辩识;电机状态估计;系统

稳定性分析.

l､主控一体化日本三菱公司将功率芯片和控制电路集成在一快芯片上的

DIPIPM（即双列直插式封装）的研制已经完成并推向市场。一种使逆变功

率和控制电路达到一体化，智能化和高性能化的HVIC（高耐压IC）SOC

（SystemonChip）的概念已被用户接受，首先满足了家电市场低成本、

小型化、高可靠性和易使用等的要求。因此展望未来，随着功率做大，此

产品在市场上极具竞争力。2､小型化用日本富士（FUJI）电机的三添胜先

生的话说，变频器的小型化就是向发热挑战。这就是说变频器的小型化除

了出自支撑部件的实装技术和系统设计的大规模集成化，功率器件发热的

改善和冷却技术的发展已成为小型化的重要原因。ABB公司将小型变频器

定型为Comp－ACTM他向全球发布的全新概念是，小功率变频器应当象接

触器、软起动器等电器元件一样使用简单，安装方便，安全可靠。3､低电

磁噪音化今后的变频器都要求在抗干扰和抑制高次谐波方面符合EMC国，

际标准,主要做法是在变频器输入侧加交流电抗器或有源功率因数

校正（ActivePowerFactorCorrection．APFC）电路，改善输入

电流波形降低电网谐波以及逆变桥采取电流过零的开关技术。而

控制电源用的开关电源将推崇半谐振方式，这种开关控制方式在

30－50M时的噪声可降低15－20dB。4､专用化通用变频器中出

现专用型家族是近年来的事。其目的是更好发挥变频器的独特功

能并尽可能地方便用户。如用于起重机负载的ARBACC系列，用

于交流电梯的SiemensMICO340系列