武浩波

摘 要：近年來，隨著科技的不斷發(fā)展，變頻器在電網(wǎng)中的應有也越來越廣泛，其在提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行以及供電可靠性方面發(fā)揮著非常大的作用。加強變頻調(diào)速系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究是提高變頻器性能的關(guān)鍵?；诖?，文章主要針對變頻調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)展開討論，供相關(guān)工作人員參考。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速系統(tǒng)；關(guān)鍵技術(shù)；應用

引言

變頻器調(diào)速系統(tǒng)主要是通過改變電動機電源頻率實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。目前變頻器及其調(diào)速系統(tǒng)在生產(chǎn)制造業(yè)的電力電子技術(shù)上應用非常的廣泛，并且發(fā)揮著巨大的作用。加強對變頻器調(diào)速系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究并不斷完善對于有效提升生產(chǎn)精度以及工作效率等都有非常重要的促進作用。

1通用變頻器及其調(diào)速系統(tǒng)領(lǐng)域設(shè)計

通用變頻器是由主電路和控制電路組成?？刂齐娐分饕芍醒胩幚砥鳎–PU）、數(shù)字信號處理器（DSP）、A/D和D/A轉(zhuǎn)換電路、I/O接口電路、通信接口電路、輸出信號檢測電路、數(shù)字操作盤電路及控制電源等組成。通用變頻器調(diào)速系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的變頻調(diào)速器系統(tǒng)來說，其在工作精度、工作效率以及有效調(diào)速范圍等方面優(yōu)勢非常明顯。控制電路技術(shù)的不斷發(fā)展帶動了通用變頻器技術(shù)的不斷進步。新型電子器件以及高性能微處理器的出現(xiàn)，加上現(xiàn)代控制技術(shù)的不斷發(fā)展和技術(shù)手段的不斷更新，使通用型變頻器技術(shù)發(fā)生了革命性的變化。其逐漸向著體積更小、性價比更高的方向發(fā)展。同時變頻器技術(shù)的實用性也越來越強，給生產(chǎn)加工帶來了更大的便利性?，F(xiàn)階段，隨著科技的不斷發(fā)展，變頻器技術(shù)的發(fā)展更加趨于小型化、容量化、高性能化、智能化以及多功能化。

2變頻器調(diào)速系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1死區(qū)補償技術(shù)

目前，應用較為廣泛的變頻器死區(qū)補償解決方法主要是電壓反饋型補償方法。該方法的主要工作原理是首先將輸出的電壓與電壓脈寬調(diào)制變頻器實際輸出電壓進行比較，比較所得的差值就是補償值，將該差值與指令輸出的電壓相加，兩者相加之和就是最終所要得到的新電壓指令。從輸出電壓的角度分析，該方法主要是利用了準閉環(huán)控制的思想方法。受死區(qū)時間影響所產(chǎn)生的電壓輸出偏差原則是上可以消除的，并且能夠保證在不受電流變化的影響下得到有效補償。但是，該方法的突出缺點是線路電壓檢測技術(shù)很復雜，并且對線路電壓檢測精度要求很高，要想得到良好的補償效果，需要確保時間不滯后。

2.2滑差補償技術(shù)

如果電壓輸出的頻率高，那么異步電動機的滑差相應的就會比較小；相應的如果電壓輸出的頻率比較大，那么異步電動機的滑差相對就會比較大。所以說，滑差頻率的補償，尤其是在低頻率運行時至關(guān)重要。目前所應用的最為直接的滑差補償技術(shù)就是通過轉(zhuǎn)矩計算電流值進而減少或者是增加額定頻率，利用這種方法就是為了達到補償速降的目的。但是該方法對于補償值的計算過分依賴于電機和電流值的計算參數(shù)，比如電感值和電阻等，這些參數(shù)尤其是電阻值會隨著溫度的變化而不斷地增加范圍，有的甚至達到100%以上，這種滑差補償方式的缺點是穩(wěn)定性差?，F(xiàn)在比較有效的滑差補償方式是基于轉(zhuǎn)子磁場定向控制的思想的補償方法。根據(jù)轉(zhuǎn)矩電流和勵磁電流不相同的作用，使用一種相似的補償辦法。

2.3能量回饋技術(shù)

有源逆變的方法可以將再生能量及時地回饋到電網(wǎng)中，不僅可以節(jié)能降耗，還可以解決泵升電壓問題，可以擴展通用變頻器的使用范圍，現(xiàn)階段應用最為廣泛的能力回饋方法主要有兩種，一種方法是利用變頻器的兩端，將能量相互連接進而實現(xiàn)單元回饋。當電機進行電動運行時其逆變器的開關(guān)管處于封鎖狀態(tài)。如果電動機再次進入到發(fā)電狀態(tài)，其能量會由電機側(cè)回饋到直流側(cè)，致使直流母線電壓升高。當直流的母線電壓高于電網(wǎng)線的電壓峰值時，整流橋會因為承受的反壓而關(guān)斷；如果直流的母線電壓可以持續(xù)升高并且超過啟動的逆變器工作電壓VDLH時，逆變器就開始工作，可以將能量直流側(cè)回饋到電網(wǎng)中。如果直流的母線電壓持續(xù)下降至把逆變器關(guān)閉時，把逆變器關(guān)閉；另一種方法是在DSP下，利用新型的雙PWN變頻調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)能量的回饋控制。當電機進行電動運行時，其能量將會由三相交流的電網(wǎng)經(jīng)過逆變橋和整流橋同時向電動機進行供電。當整流橋的狀態(tài)是整流狀態(tài)時，PWN的逆變橋就處于逆變的狀態(tài)；如果電動機的狀態(tài)是發(fā)電狀態(tài)時，這時交流的電動機再生的能量經(jīng)過逆變器向中間的直流環(huán)節(jié)儲能電容進行充電。如果電容器的兩端電壓升高，在整流橋PWN和IGBT的控制下，進入電網(wǎng)的電流與電壓電網(wǎng)同頻率相反的正弦波，使系統(tǒng)的功率約等于1，交流電源在輸入電路的時候無功電流就可以起到補償?shù)淖饔谩?/p>

2.4脈沖優(yōu)化管理的技術(shù)

當通用變頻器的信號脈沖以及功率脈沖兩者發(fā)生相互作用時，其就會自動對驅(qū)動以及主電路中的脈沖序列和脈沖產(chǎn)生的瞬間現(xiàn)象進行分析，同時還會對變頻系統(tǒng)的動態(tài)換流過程進行自動分析，針對脈寬最小的單位進行單管，按照最小脈寬等對交換電流的思想進行，在此基礎(chǔ)上，自動確定脈沖管理方法。就目前而言，比較常用的脈沖管理方法主要有勵磁技術(shù)、最小脈寬技術(shù)等等。此外，在實際的應用中，變頻器的單獨開關(guān)器件及工作時間相對比較短，這種情況使得器件需要承受直流母線電壓。針對這種情況一般所采取的措施是對相關(guān)參數(shù)進行有效控制，從而解決脈沖和離散型同步之間產(chǎn)生的矛盾。

3通用變頻器調(diào)速系統(tǒng)與通用變頻器的應用

現(xiàn)階段，在我國應用最為廣泛的變頻器一般是電壓型一直一交變頻器，這一類變頻器相較于傳統(tǒng)的變頻器調(diào)速系統(tǒng)其最為明顯的優(yōu)勢主要在于精度、效率以及調(diào)速范圍等方面，正是由于其在這些方面的優(yōu)勢使其在實際的生產(chǎn)活動中應用非常的廣泛。在要求電機四象限運行的系統(tǒng)中，通用變頻器的調(diào)速系統(tǒng)并不適用。在四象限運行的系統(tǒng)中，會產(chǎn)生過多不可逆的電流升高泵升電壓，進而導致開關(guān)器件乃至電機絕緣層的破壞，嚴重威脅系統(tǒng)的工作安全。因此，在快速運行和頻繁運行的工作系統(tǒng)中，并不適合采用通用變頻器調(diào)速系統(tǒng)，這在一定程度上限制了通用變頻器的應用范圍。

結(jié)束語

總而言之，通用變頻器調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)有很多，其有很多的優(yōu)勢，但同時也有一定的不足之處。在今后的工作中還需要對其加強研究，加以改進。相關(guān)工作人員需要對技術(shù)的工作原理有一個全面的了解，考慮變頻器的實際工作狀況和環(huán)境，采用不同的變頻調(diào)速技術(shù)進行變頻器設(shè)計。當前人們對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性能要求越來越高，對供電可靠性要求也越來越高。因此，需要加大對變頻器調(diào)速技術(shù)的研究力度，努力研究一些新型的變頻調(diào)速技術(shù)。

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