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變頻器的控製方式
控製方式是決定變頻器性能的首位，它取決於軟件編程技術。隨著時代的前進，技術發展，變頻器控製方式有：
(1)V/f=C屬開環控製;
(2)SVPWM空間電壓矢量控製，屬開環控製;
(3)矢量控製VC,屬閉環控製，有電流I，磁通φ，轉矩T，轉速n四種;一般內環是φ、T、I任選一種，外環是n(或w)。
(4)直接轉矩控製DTC屬閉環控製，在n=0時可有400%Te，以上四種常用的。
2000年後國外出現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的電流、電壓、磁通、轉速變化，通過檢測、解耦等器件裝置，反饋到輸入端 詳見圖1、表1、表2。自問世後深受用戶歡迎和青睞，主要是方便使用，功能不亞於有速度傳感器反饋裝置的變頻器。目前高壓變頻器控製方式以A、B兩種為多數。無反饋裝置在試製中，C處於研發中。
獨特的幾種變頻器的控製方法
(1)優化PWM矢量控製
正弦脈寬調製SPWM具有電路簡單、線性度好的優點，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,其實質是相電壓控製法。優化PWM矢量控製模式采用雙調製過程，即三角波相位預及調製信號(0～50Hz)的幅值共同調節來控製IGBT的開關工作狀態，方法是通過開關角α(30°～60°)及調製深度α=正弦波幅值/三角波幅值<0.95。特點是總諧波電流損耗小，脈動轉矩小。當α=0.92～0.95時，諧波損耗最小，尤其當載波頻率較低時，能充分顯示出其優越性，表現為輸出電壓提高約20%，諧波減小，但信號波調製深度與開關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的調製方法控製
①同步調製
在(zai)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)較(jiao)低(di)時(shi)，可(ke)以(yi)保(bao)證(zheng)輸(shu)出(chu)波(bo)形(xing)的(de)對(dui)稱(cheng)性(xing)，但(dan)在(zai)較(jiao)低(di)頻(pin)率(lv)時(shi)，載(zai)波(bo)數(shu)量(liang)顯(xian)得(de)稀(xi)疏(shu)，從(cong)而(er)產(chan)生(sheng)電(dian)流(liu)波(bo)形(xing)脈(mai)動(dong)諧(xie)波(bo)加(jia)大(da)，因(yin)此(ci)隻(zhi)適(shi)用(yong)在(zai)f>20Hz頻率段工作，目前的V/F方式即如此。
②異步調製
這種調製特點是在低頻工作時對減小諧波損耗及轉矩脈動大有改善，適用f<20Hz低頻工作段。
③隨機調製
按調製信號的周期及輸出的電壓值，能自動選擇調製方式與調製深度a及開關角α，以適應工作頻率變動幅值較大、負載轉矩或功率變動大及有衝擊性的閉環係統。這種調製方式是從根本上解決SPWM在低頻工作段存在先天不足，即轉矩變小、轉矩脈動、諧波較大的缺點，但軟件技術上有一定難度，幾乎國內外沒有這類調製方式的產品。
(3)按電動機U型特性曲線與V/f配合方式的控製
按電動機U特性曲線與V/f配合的控製方式——眾所同知，V/f控製是靜態的調壓，即當f一定時，電壓也一定了，它沒有按電動機負載率β的大小進行最佳控製。日本AREX公司10年前獲得世界公認的超能士節能控製器，多了一個環節，可按實際的負載率β來自動搜索(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)，因此是最節電的，比一般變頻器在相同工況條件下，能多節電8%～10%
(4)模糊控製方式
此方式按電動機參數及運行狀態，通過模糊控製方法控製，特別適用通用單片機如8031等為CPU的場合應用，模糊控製軟件簡化不要數學模型，又可對多變量實時控製，隨機變量能達一定精度要求，在冰箱、空調、洗衣機、微波爐等家電應用較廣。當然模糊控製也適用變頻器的控製，如Vacon變頻器就采用模糊電流矢量控製。
(5)自整定(電動機參數在線測量控製)
(6)最近有綠色無諧波問世
未來發展的幾種控製方式
(1)智能型控製方式：
①以變頻器、電動機、負載(風機、水泵等)的三個效率乘積最大為依據，通過模糊控製技術後，輸入到變頻器，見結構框圖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%指標值低於諧波標準，幾乎接近為零。
③最後效果。在不同的負載率條件下，係統效率高達90%以上，采用先進的濾波技術，使輸出諧波含量低於國家標準。功率因數達到0.96以上，動態響應時間不大於30ms，總之在相同工況條件下，能夠多節省電量10%以上。
(2)雙PWM型控製方式
當今電壓型交一直一交的主電路應用十分廣泛，SPWM調製僅用在逆變器部分，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，對電網有一定影響。隨著變頻器的廣泛應用，對電網的諧波汙染問題又提到議事日程，經專家研討，認為采用雙PWM控製，即整流橋也采用可控IGBT的SPWM方法是有效的。從理論分析cosφ=1，無諧波，有綠色變頻器的美稱，並能實現回饋再生製動。
(3)采用矩陣開關控製方式——指逆變器DC/AC變換器采用矩陣開關方式。矩陣變頻器具有cosφ可調，無中間直流環節，輸出電壓幅值、相位和頻率可調等優點，具有良好的變頻能力，輸入cosφ≈l，輸出電流波形好，諧波小，矩陣變頻器是一種直接交一交變換。開關器件為全控器件SCR控製方式為斬控方式。交一交變頻器則采用移相控製SCR實現交流電流與交流電動機之間功率直接變換，可實現能量雙向流動。變頻效率高，但存在輸出工作頻率低的缺點，它與雙PWM性能類似。日本富士2010年已有產品可供，用於高速電梯為主MXT型，屬PG矢量控製，精度模擬量輸入在最高速時±0.1%，數字量輸入±0.005.監測PG是脈衝編碼器有轉矩/速度指令、自整定功能、距離推測。THD<5%、cosφ>0.99損耗降1/3，原有的電介大電容、交流電抗器、濾波器都不要。
(4)采用軟開關控製方式——指逆變器DC/AC變換器以接通在電壓U=0，斷開在電流I=0的狀態下進行。這樣IGBT功率損耗最小，理想值為零，結溫最低，大大減少工作過程的發熱量，使散熱器及風量減少到最小程度，使容量可大大提高。
功率模塊
即逆變器DC/AC變換使用器件，它是變頻器的重要的組成部分，其模塊的質量對變頻器至關重要，其器件的價值要占變頻器總價值的50%左右，所以值得引起製造廠及用戶的關注，是理所當然的。目前低壓或高壓變頻器常用功率模塊有IGBT、IGBT一HV、IGCT、SGCT、IEGT、SiC等。在這個問題上要注意如下：
(1)模塊的封裝型式有單個(中，大功率)或IPM、PIM組合方式。
(2)使用的安全係數，電壓3～5倍的額定電壓，電流3～5倍(bei)的(de)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)，這(zhe)樣(yang)靜(jing)態(tai)工(gong)作(zuo)時(shi)器(qi)件(jian)負(fu)擔(dan)小(xiao)，動(dong)態(tai)工(gong)作(zuo)時(shi)亦(yi)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)裕(yu)量(liang)，確(que)保(bao)使(shi)用(yong)具(ju)有(you)較(jiao)大(da)的(de)安(an)全(quan)可(ke)靠(kao)性(xing)，這(zhe)點(dian)在(zai)國(guo)外(wai)的(de)產(chan)品(pin)中(zhong)是(shi)這(zhe)樣(yang)的(de)，所(suo)以(yi)主(zhu)電(dian)路(lu)的(de)功(gong)率(lv)模(mo)塊(kuai)，損(sun)壞(huai)率(lv)幾(ji)乎(hu)為(wei)零(ling)，然(ran)而(er)國(guo)內(nei)的(de)電(dian)壓(ya)隻(zhi)有(you)2～3倍額定電壓，電流2～3倍額定電流。這時靜態工作時亦沒事，但動態工作時，往往因安全係數偏小，造成器件損壞可能性就高了，約為2～3%，特別是高壓變頻器，電壓高3kV、6kV、10kV電流亦較大，而IGBT采取串、並聯連接方式，這時必須關心靜態均壓及動態均壓的方式，使用電阻、電容器的耐壓、電流、功率值安全係數過小了，不但引起保護電路器件的損壞，在國內IGBT多數隻是封裝，尤其高電壓、大功率的器件，多數是國外引進的。如美國IR公司(國際半導體公司、德克薩斯公司等)。日本的東芝、三菱、日立公司等。德國的西門子、西門康。中國的英飛淩公司等。一般大公司的品牌產品，可靠性高、信譽度好、可放心使用。事實確也如此，古人雲：“不怕不識貨，隻怕貨比貨”的論斷。
整流模塊
整流模塊即AC/DC整流用，雖然較簡單，但亦存在上述應該的注意點。
微處理器或稱CPU
微處理器或稱CPU是變頻器的核心器件，其重要性不喻可知，好比是人體的大腦和心髒至關重要。過去國產變頻器多數選用美國Intel公司16位的87C196MC為主，另有日本日立HD6433037F、MB90F462、MB6475328F10東芝的等。德國相對較少些。近幾年一般不用專用IC芯片，ASIC而改用信號微處理器，一則貨源多，二則價位低，三則性能更好，四則是32位的其抗幹擾能力更強，傳輸速度更快，實時性好，信息量更大，這也是評判變頻器質量的重要指標之一。
濾波電容器
在交一直一交變頻器主電路中，濾波電容器亦是關鍵器件之一，它亦是易損器件之一，正常壽命3～5年。當電容器的容量≤85%時，使用中發現膨漲、漏液、過溫(外殼發黃)時，必須更換，否則影響使用，表現直流電壓變小，不穩定，帶負載後輸出力矩變小，不穩定 ，這(zhe)都(dou)與(yu)電(dian)容(rong)器(qi)質(zhi)量(liang)有(you)關(guan)，過(guo)去(qu)多(duo)數(shu)製(zhi)造(zao)廠(chang)采(cai)用(yong)德(de)國(guo)或(huo)日(ri)立(li)的(de)電(dian)介(jie)電(dian)容(rong)器(qi)，但(dan)價(jia)格(ge)較(jiao)貴(gui)，現(xian)選(xuan)用(yong)中(zhong)國(guo)南(nan)通(tong)海(hai)立(li)牌(pai)質(zhi)量(liang)不(bu)錯(cuo)，價(jia)位(wei)適(shi)中(zhong)，是(shi)中(zhong)日(ri)合(he)資(zi)生(sheng)產(chan)的(de)，頗(po)受(shou)歡(huan)迎(ying)
製造的工藝性
相同的電路結構，相同的元器件質量。由於製造工藝性不到位，亦要影響產品質量，表現為故障多，特別是高壓、大電流、大功率的變頻器，工藝性亦是很重要的表現如下：
(1)相間、對地的安全距離。
(2)銅排比鋁排好，鋁易氧化，導電率小，易發熱過溫，結點接觸不良。
(3)連接螺栓要用發藍或鍍鋅的防氧化。
(4)大電流的螺栓要用力矩扳手，按規定扭矩緊固，必要時連接處貼溫度測試片，以測量實際溫度，預防鬆動，定期檢查。
(5)大電流的銅牌或鋁排采用雙疊形結構，以減少分布電感量，對減少雜散損耗，穩定工作參數都有利的。國外不少廠商已采用。
(6)散熱器、通風機要定期除塵、通風道的分布合理性與否。
(7)插接件國外都選用塗銀或塗金的。而國內往往是塗鋅或純銅的，這樣容易氧化，尤其在濕熱、高溫使用環境中更應注意的，主電路的接線端子亦要注意的。
印刷板PCB的質量
印刷板亦是重要質量的一部分，目前多數的廠商都采用貼片元件SMT組裝、波峰焊接、個(ge)別(bie)的(de)還(hai)有(you)分(fen)離(li)元(yuan)件(jian)手(shou)工(gong)焊(han)接(jie)的(de)。使(shi)用(yong)中(zhong)印(yin)刷(shua)板(ban)的(de)孔(kong)化(hua)空(kong)尤(you)為(wei)重(zhong)要(yao)，否(fou)則(ze)易(yi)造(zao)成(cheng)使(shi)用(yong)中(zhong)，因(yin)溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)，孔(kong)化(hua)空(kong)接(jie)觸(chu)不(bu)良(liang)，以(yi)致(zhi)正(zheng)反(fan)麵(mian)空(kong)洞(dong)間(jian)、中間斷裂亦有發生。印刷板要選用環氧樹脂的或ABS工程塑料的基板，線條要光滑、粗細勻稱、邊(bian)緣(yuan)無(wu)毛(mao)刺(ci)，要(yao)經(jing)鎳(nie)融(rong)處(chu)理(li)，表(biao)麵(mian)光(guang)亮(liang)平(ping)整(zheng)，印(yin)刷(shua)板(ban)二(er)麵(mian)要(yao)噴(pen)塗(tu)一(yi)層(ceng)防(fang)潮(chao)塗(tu)液(ye)，特(te)別(bie)濕(shi)熱(re)的(de)環(huan)境(jing)中(zhong)應(ying)要(yao)有(you)防(fang)潮(chao)處(chu)理(li)，通(tong)風(feng)機(ji)入(ru)口(kou)處(chu)要(yao)幹(gan)燥(zao)處(chu)理(li)的(de)。國(guo)內(nei)一(yi)般(ban)都(dou)是(shi)雙(shuang)麵(mian)板(ban)，國(guo)外(wai)有(you)三(san)層(ceng)、甚至四層板的。
穩定和可靠是首位
變頻器的控製電路和其它的電子電路一樣，都是低電壓、毫安級電流，因此是較為嬌弱的，為保證其穩定和可靠地工作，對工作環境、溫度、濕度都有一定要求，並要加強定期維護，是十分關鍵的事，故不可粗心大意，造成事故的惡化、擴大，因小失大，後果不堪設想，造成重大損失(例IGBT燒壞，整流二極管燒壞，電動機燒壞諸似此類事故的產生，到那時就後悔莫及，真是“早知今日，何必當初”也。
