变频器原理(二)发展趋势与动向: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。因此叶以展望，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ACC系列，用于交流电梯的SiemensMICO340系列和FUJIFRN5000G11UD系列，其他还有用于恒压供水、机械主轴传动、电源再生、纺织、机车牵引等专用系列。5､系统化作为发展趋势，通用变频器从模拟式、数字式、智能化、多功能向集中型发展。最近，日本安川提出了以变频器，伺服装置，控制器及通讯装置为中心的”D&M&C”概念，并制定了相应的标准。目的是为用户提供最佳的系统。因此可以预见在今后．变频器的高速响应器件和高性能控制将是基本条件。若希望把转矩误差控制在3%以内，需要对磁通变化作修正(补偿励磁电抗引起的饱和及定子铁损的变化)；若希望把转矩误差控制在1%以内，需要对定子和转子的铁损进行补偿.矩阵式变频器、直接驱动技术（高精度：电机和负载间刚性耦合，高速和高加速度、高动态响应、高机械刚度和可靠性、低噪声和零保养，部件减少可降低噪声，磨损部件只有旋转或直线轴承，做到永久性润滑和无需维修的一次性装配，可实现零保养。(五)变频器的分类:图(六)电压型与电流型交一直一交变频器a）电压型变频器b）电流型变频器变频器输出电压方波经L/R积分为电流波形近似为正弦波特点名称a、电机起动转矩小；b、能够稳定运行范围窄，在大部分的转速范围内是电机运行不稳定区。原因：恒流源供电时，定子磁势是恒定的。空载时，全部定子磁势用于励磁，气隙中产生很强的磁场，铁心高度饱和。负载增加时，转子减速而转差率增大，转子电流增加。由于转子电流的去磁作用，气隙合成磁场减小，磁场变弱，先退出饱和磁场变化缓慢，而未随转子电流的增加磁场很快变弱，导致端电压急剧下降，单位转子电流产生的转矩减小，导致转子电流进一步增大，形成恶性循环，使转矩很快下降到较小数值.实际上，电流源不是真正的恒流源，等效为电压源驱动下的恒流源。图(七)异步电机在恒流源供电时的等值电路电压源供电转矩转-速特性2、按输出电压的调节方式分类:(1)PAM方式脉幅调节，改变直流电压幅值的调压方式。相控整流器；直流斩波器。(2)PWM方式:整流器为二极管，变频器的输出电压由逆变器按PWM方式完成。SPWM--输出电压平均值为正弦波的PWM方式。3、按控制方式:(1)V/F控制逆变器的控制脉冲发生器同时受控于f和v，而v与f的关系由v/f决定。开环控制，无PG控制电路简单，通用性强，经济性好，用于速度精度要求不十分严格或负载变动较小的场合。(2)转差频率控制转差补偿的闭环控制方式，可达到直流双闭环的水平。(3)矢量控制:正弦脉宽调制技术图解二、PWM技术f(t)为奇函数，由付立叶级数的性质:f(t)=-f(t),则a0=a0=0讨论：(1)利用PWM技术可控制逆变器的输出波形，使谐波含量减少。(2)谐波的减少是以减少基波幅度为代价。3、SPWM(1)自然采样法(2)规则采样法图(十)三相SPWM变频器输出波形三、异步电机变频调速控制策略转子旋转后一相的电势为:E2S=4.44f2W2Kw2=4.44f1SW2KW2=E2S(3)2、转子电势平衡方程:当转子无外加电阻，自成短路时，其一相等值电路如图:=(R2+X2S)(4)式中:R2--转子一相电阻值X2S--转子旋转后一相的漏抗X2S=其中:X2--转