變頻器的技術(shù)品位的高低是逐步發(fā)展而成型的，隨著使用要求的提高及技術(shù)的發(fā)展，器件的品質(zhì)，功能的擴(kuò)展，自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步而逐步前進(jìn)的。一般判斷產(chǎn)品的質(zhì)量有以下十個(gè)要點(diǎn)是首先要考慮的。

變頻器的控制方式

控制方式是決定變頻器性能的首位，它取決于軟件編程技術(shù)。隨著時(shí)代的前進(jìn)，技術(shù)發(fā)展，變頻器控制方式有：

(1)V/f=C屬開環(huán)控制;

(2)SVPWM空間電壓矢量控制，屬開環(huán)控制;

(3)矢量控制VC,屬閉環(huán)控制，有電流I，磁通φ，轉(zhuǎn)矩T，轉(zhuǎn)速n四種;一般內(nèi)環(huán)是φ、T、I任選一種，外環(huán)是n(或w)。

(4)直接轉(zhuǎn)矩控制DTC屬閉環(huán)控制，在n=0時(shí)可有400%Te，以上四種常用的。

2000年后國外出現(xiàn)無反饋裝置的變頻器，即不需要另外加裝傳感器或編碼器，利用變頻器在工作時(shí)的電流、電壓、磁通、轉(zhuǎn)速變化，通過檢測(cè)、解耦等器件裝置，反饋到輸入端 詳見圖1、表1、表2。自問世后深受用戶歡迎和青睞，主要是方便使用，功能不亞于有速度傳感器反饋裝置的變頻器。目前高壓變頻器控制方式以A、B兩種為多數(shù)。無反饋裝置在試制中，C處于研發(fā)中。

獨(dú)特的幾種變頻器的控制方法

(1)優(yōu)化PWM矢量控制

正弦脈寬調(diào)制SPWM具有電路簡(jiǎn)單、線性度好的優(yōu)點(diǎn)，但輸出電壓不高，最大線性輸出電壓幅值僅為輸入電壓的/2=0.866,其實(shí)質(zhì)是相電壓控制法。優(yōu)化PWM矢量控制模式采用雙調(diào)制過程，即三角波相位預(yù)及調(diào)制信號(hào)(0～50Hz)的幅值共同調(diào)節(jié)來控制IGBT的開關(guān)工作狀態(tài)，方法是通過開關(guān)角α(30°～60°)及調(diào)制深度α=正弦波幅值/三角波幅值<0.95。特點(diǎn)是總諧波電流損耗小，脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。當(dāng)α=0.92～0.95時(shí)，諧波損耗最小，尤其當(dāng)載波頻率較低時(shí)，能充分顯示出其優(yōu)越性，表現(xiàn)為輸出電壓提高約20%，諧波減小，但信號(hào)波調(diào)制深度與開關(guān)角之間的線性度受到影響。隨著α加大電壓受控性變小，但總諧波電流失真THD值仍較小，因此常被選用。

(2) PWM的調(diào)制方法控制

①同步調(diào)制

在開關(guān)頻率較低時(shí)，可以保證輸出波形的對(duì)稱性，但在較低頻率時(shí)，載波數(shù)量顯得稀疏，從而產(chǎn)生電流波形脈動(dòng)諧波加大，因此只適用在f>20Hz頻率段工作，目前的V/F方式即如此。

②異步調(diào)制

這種調(diào)制特點(diǎn)是在低頻工作時(shí)對(duì)減小諧波損耗及轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大有改善，適用f<20Hz低頻工作段。

③隨機(jī)調(diào)制

按調(diào)制信號(hào)的周期及輸出的電壓值，能自動(dòng)選擇調(diào)制方式與調(diào)制深度a及開關(guān)角α，以適應(yīng)工作頻率變動(dòng)幅值較大、負(fù)載轉(zhuǎn)矩或功率變動(dòng)大及有沖擊性的閉環(huán)系統(tǒng)。這種調(diào)制方式是從根本上解決SPWM在低頻工作段存在先天不足，即轉(zhuǎn)矩變小、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、諧波較大的缺點(diǎn)，但軟件技術(shù)上有一定難度，幾乎國內(nèi)外沒有這類調(diào)制方式的產(chǎn)品。

(3)按電動(dòng)機(jī)U型特性曲線與V/f配合方式的控制

按電動(dòng)機(jī)U特性曲線與V/f配合的控制方式——眾所同知，V/f控制是靜態(tài)的調(diào)壓，即當(dāng)f一定時(shí)，電壓也一定了，它沒有按電動(dòng)機(jī)負(fù)載率β的大小進(jìn)行最佳控制。日本AREX公司10年前獲得世界公認(rèn)的超能士節(jié)能控制器，多了一個(gè)環(huán)節(jié)，可按實(shí)際的負(fù)載率β來自動(dòng)搜索(通過專用集成電路)，輸出最小的工作電壓和最小工作電流(U形特性曲線)，因此是最節(jié)電的，比一般變頻器在相同工況條件下，能多節(jié)電8%～10%

(4)模糊控制方式

此方式按電動(dòng)機(jī)參數(shù)及運(yùn)行狀態(tài)，通過模糊控制方法控制，特別適用通用單片機(jī)如8031等為CPU的場(chǎng)合應(yīng)用，模糊控制軟件簡(jiǎn)化不要數(shù)學(xué)模型，又可對(duì)多變量實(shí)時(shí)控制，隨機(jī)變量能達(dá)一定精度要求，在冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)、微波爐等家電應(yīng)用較廣。當(dāng)然模糊控制也適用變頻器的控制，如Vacon變頻器就采用模糊電流矢量控制。

(5)自整定(電動(dòng)機(jī)參數(shù)在線測(cè)量控制)

(6)最近有綠色無諧波問世

未來發(fā)展的幾種控制方式

(1)智能型控制方式：

①以變頻器、電動(dòng)機(jī)、負(fù)載(風(fēng)機(jī)、水泵等)的三個(gè)效率乘積最大為依據(jù)，通過模糊控制技術(shù)后，輸入到變頻器，見結(jié)構(gòu)框圖4(北京四方方圓)。

②加裝無源濾波器，主要消除5次、7次的逆序諧波，使變頻器的THD%指標(biāo)值低于諧波標(biāo)準(zhǔn)，幾乎接近為零。

③最后效果。在不同的負(fù)載率條件下，系統(tǒng)效率高達(dá)90%以上，采用先進(jìn)的濾波技術(shù)，使輸出諧波含量低于國家標(biāo)準(zhǔn)。功率因數(shù)達(dá)到0.96以上，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間不大于30ms，總之在相同工況條件下，能夠多節(jié)省電量10%以上。

(2)雙PWM型控制方式

當(dāng)今電壓型交一直一交的主電路應(yīng)用十分廣泛，SPWM調(diào)制僅用在逆變器部分，而整流器是三相不可控的。因輸入有諧波存在，cosφ也較低，損耗較大，對(duì)電網(wǎng)有一定影響。隨著變頻器的廣泛應(yīng)用，對(duì)電網(wǎng)的諧波污染問題又提到議事日程，經(jīng)專家研討，認(rèn)為采用雙PWM控制，即整流橋也采用可控IGBT的SPW