交流变频技术发展的现状及趋势
变频技术的发展趋势及其应用
变频技术的发展趋势及其应用
一、变频技术的发展趋势
1.适应条件多变的智能控制
随着工业4.0技术的发展,越来越多的智能设备需要能够根据变化环
境和条件进行实时变化,以满足用户的需求。
变频技术在这一方面起到了
重要作用,可以实时监测电机状态,可以根据实时条件调整电机的转速,
降低运行能耗,提高运行效率。
2.节能减排
随着节能减排的要求日益增加,变频技术非常适合实现节能减排的目标,因为它可以根据实时的条件调整电机的功率,从而减少电机的能耗和
排放。
加之变频技术可以降低机械金属磨损,从而提高加工质量,减少设
备维护的工作量,同时还可以降低润滑油的使用量,从而实现节能减排。
3.可靠性和稳定性
变频技术可以改善电机的可靠性和稳定性,变频器可以控制电机的转速,可以实现自动调节,避免由于过载或过电流而导致的电机烧坏。
此外,变频技术还可以减少电机运行中的噪声,提高电机的稳定性,确保电机的
长期可靠性。
二、变频技术应用
变频技术在工业领域的应用日益广泛,其可以应用到包括搅拌机、洗
衣机、空调、泵、风机等等场景中。
1.搅拌机
搅拌机是一种经常被用于制造类产品的重要设备。
变频调速系统的发展现状与前景展望
变频调速系统的发展现状与前景展望第一篇:变频调速系统的发展现状与前景展望变频调速系统的发展现状与前景展望清华大学电机系冬雷李永东[摘要]了解近十年来国外通用变频器的技术发展对于深入了解交流传动与控制技术的发展走向以及如何站在高起点上结合我国国情开发我国自己的产品都具有十分积极的意义。
[关键词] 通用变频电力电子 IGBT IPM PWM DTC1.前言交流传动与控制技术是目前发展最为迅速的技术之一,这是和冉力电子器件制造技术、变流技术控制技术以及微型计算机和大规模集成电路的飞速发展密切相关。
通用变频器作为早个商品开始在国内上市,是近十年的事,销售额逐年增加,于今全年有超过数十亿元(RMB)的市场。
其中.各种进口品牌居多,功率小至百瓦大至数千千瓦;功能简易或复杂;精度低或高;响应慢或快:有PG(测速机)或无PG;有噪音或无噪音等等。
对于许多用户来说,这十年中经历了多次更新,现所使用的变频器大都属于目前最为先进的机型如果从应用的角度来说,我们的水准与发达国家没有什么两样。
作为国内制造商,通过这十年来对国外的先进技术进行销化,也正在积极地进行国产变频器的自主开发.努力追赶世界发达国家的水平。
回顾近十年来国外通用变频器技术的发展对于深入了解交流传动与控制技术的走向,以及如何站在高起点上结合我国国情开发我国自己的产品应该说具有十分积极的意义.2.关于功率器件变频技术是建立在电力电子技术基础之上的。
在低压交流电动机的传动控制中,应用最多的功率器件有GTO、GTR、IGBT以及智能模块IPM(Intelligent Power Module),后面二种集GTR的低饱和电压特性和MOSFET的高频开关特性于一体是目前通用变频器中最广泛使用的主流功率器件。
IGBT集射电压Vce可<3V,频率可达到20KHZ,内含的集射极间超高速二极管Trr可达150ns,1992年前后开始在通用变频器中得到广泛应用。
其发展的方向是损耗更低,开关速度更快、电压更高,容量更大(3.3KV、1200A), 目前,采用沟道型栅极技术、非穿通技术等方法大幅度降低了集电极一发射极之间的饱和电压[VCE(sat)]的第四代IGBT也已问世。
变频调速的现状及发展趋势论文
变频调速技术的现状及发展趋势(12级自动化专业郭仁和 201200171033)摘要:针对交流电动机这样一个非线性、多变量、强耦合的控制对象,为实现其调速系统的有效控制,获得优异的动态性能,国内外许多学者进行了大量的研究工作,并取得了很大的进展。
早期的变频调速主要采用恒压比控制方式,20世纪70年代提出的矢量控制技术可以说是交流电动机控制理论领域具有里程碑意义的成果,它使得异步电动机的高性能控制得以实现;此后出现的直接转矩理论则提高了转矩响应的动态性能。
近些年来,现代控制理论的发展、新型大功率电力电子器件的出现,以及微机数字控制技术的日臻完善,直接促进了变频调速技术的迅速发展。
关键字:新型电力电子器件,矢量控制技术,直接转矩控制技术,PWM控制技术,高压变频技术发展趋势变频调速技术的发展现状变频调速技术涉及到电力、电子、电工、信息与控制等多个学科领域。
随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的进步,以变频调速为主要代表的近代交流调速技术有了飞速的发展。
20世纪是电力电子变频技术由诞生到发展的全盛时期。
最初的交流变频调速的理论诞生于20世纪20年代,直到60年代,由于电力电子器件技术的进步,才促进了变频调速技术向实用方向发展。
进入90年代,由于新型电力电子器件如I绝缘栅双极晶体管(IGBT)集成门极换向型晶闸管(IGCT)等的发展、微处理器性能的大幅度提高,以及先进控制理论和技术的完善和发展等原因,极大地提高了变频调速的技术性能,促进了变频调速技术的发展使变频调速技术在调速范围、驱动能力、调速精度、动态响应、输出性能、功率因数、运行效率及使用的方便性等方便大大超过了其他常规的交流调速方式,其性能指标亦已超过了直流调速系统,达到了取代直流调速系统的地步。
国外交流变频调速技术的现状具有以下特点:(1) 在功率器件方面,近年来高电压、大电流的SCR、GTO、IGBT、IGCT等器件的生产以及并联、串联技术的应用,使高电压、大功率变频器产品的生产及应用成为现实。
2024年变频调速电机市场发展现状
2024年变频调速电机市场发展现状概述变频调速电机是一种使用变频器来控制电动机转速的装置,由于其调速范围广、效率高、节能环保等优势,目前在工业领域得到广泛应用。
本文将就变频调速电机市场的发展现状进行分析和总结。
市场规模变频调速电机市场的规模与电力、工业生产等领域的发展密切相关。
根据调研数据显示,近年来,国内变频调速电机市场规模呈现逐年增长的趋势。
预计到2025年,中国变频调速电机市场将达到XXX亿元。
市场驱动因素1.环保节能要求:随着环境保护意识的提高,对工业设备节能减排的要求也越来越严格。
变频调速电机具有优异的节能效果,能够满足环保要求,因此受到市场的青睐。
2.自动化需求:随着工业自动化水平的提高,对电动机的精确控制要求也越来越高。
变频调速电机具有精确控制转速的能力,能够满足自动化生产线的需求,因此在自动化领域得到广泛应用。
3.新能源发展:随着新能源行业的兴起,对电动机的需求也在不断增加。
变频调速电机作为新能源设备中不可或缺的组成部分,正在逐渐渗透到新能源市场中。
市场竞争格局当前,变频调速电机市场存在着激烈的竞争。
主要厂商通过技术研发、品牌营销等手段争夺市场份额。
在国内市场中,一些知名的变频调速电机制造商已经形成了一定的规模,并且具有较强的研发实力和品牌影响力。
市场趋势1.高效节能:随着节能理念的普及,未来市场将更加注重变频调速电机的高效节能特性。
厂商将进一步提升产品的节能性能,以满足市场需求。
2.智能化:随着物联网和人工智能技术的发展,未来变频调速电机将实现智能化控制和远程监控。
这将大大提高设备的可靠性和运行效率。
3.产业升级:未来变频调速电机市场将呈现出产品结构升级、技术创新和行业整合加强等趋势。
厂商需要不断提高自身的研发和制造水平,以适应市场变化。
发展挑战1.技术壁垒:变频调速电机市场具有较高的技术门槛,需要厂商具备一定的研发实力和技术专长。
对于中小型企业而言,技术壁垒可能是一个制约发展的因素。
变频器发展现状
变频器发展现状
随着现代工业的发展,变频器已成为许多行业中不可或缺的设备之一。
变频器是一种控制电机转速的装置,通过改变电源频率来调整电机的转速。
变频器的发展过程中,经历了几个重要的阶段。
早期的变频器主要采用电阻调速的方式,通过改变电路中的电阻来改变电机的转速。
然而,这种方式存在效率低、调速精度不高等问题。
随着半导体技术的发展,变频器逐渐采用电子器件替代传统的电阻调速方式。
这种改进使得变频器的效率得到提高,调速精度也有所提高。
同时,变频器的体积也逐渐减小,成本也有所下降,使得其在市场上得到了更广泛的应用。
近年来,随着电力电子技术的飞速发展,变频器进一步取得了突破性的进展。
现代的变频器采用先进的PWM调制技术,能够实现更精确的调速控制,并提供更高的效率。
同时,变频器还具备多种保护功能,如过载保护、短路保护等,能够有效延长设备的使用寿命。
在应用领域上,变频器的发展也非常广泛。
目前,变频器已广泛用于电气设备、制造业、交通运输、建筑物管理等领域。
例如,在电气设备领域,变频器被广泛应用于空调、风扇、水泵等设备中,能够实现能耗的优化和降低噪音。
同时,在制造业中,变频器能够提供精确的控制,提高生产效率和产品质量。
总之,变频器作为一种关键的控制设备,在现代工业中得到了
广泛的应用。
随着电力电子技术的不断发展,相信变频器在未来会继续取得更大的突破,为工业的发展做出更大的贡献。
变频器的现状及其未来的技术发展
变频器的现状及其未来的技术发展摘要变频技术在发达国家己经成熟,随着新的电力电子器件的不断出现,新的变频技术层出不穷,使其得到了更广泛的推广应用。
变频技术的迅速发展是建立在电力电子技术的创新、电力电子器件及材料的开发及器件制造工艺水平提高基础之上的,尤其是高压大容量绝缘栅双极晶体管IGBT、集成门极换流晶闸管工IGCT器件的成功开发,使大功率变频技术得以迅速发展,性能日益完善。
目前市场上新型变频器品牌繁多,各有千秋。
通过分析发现,这类变频器有许多共同点。
对变频器的发展史及现状和其未来的技术发展方向进行分析介绍。
关键词变频器;可靠性;智能化1变频器的发展历程变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。
20世纪50年代末,美国通用电气公司推出了电力半导体组件晶闸管(可控硅SCR),给变频技术提供了划时代意义的基础硬件。
进入70年代,由于直流电机的调速局限性,交流电机越来越受到人们的青睐。
随着市场需求的增长,技术也日益发展和完善。
1971年,美国、德国提出了矢量控制技术,使得变频器的交流调速性能可以和直流调速相媲美。
1973年,美国提出了电力电子技术这一新的技术学科,其最大应用领域就是调速传动。
1979年,日本采用矢量控制的变频调速系统开始实用化,技术又上了一个新台阶。
到了20世纪80年代,由于电力半导体开关器件和微电子技术的进步,变频器性能及可靠性提高,生产成本下降,其应用开始普及。
几十年间,电力电子器件也从最初的SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管),经过BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制晶闸管),发展到今天的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管),器件的更新促使变频器的应用领域更为广泛,市场规模随之迅速扩大。
步入20世纪80年代,全球变频器技术变革速度加快,走向成熟的变频产品被广泛应用在国民经济的各个行业领域。
变频器的现状和发展的趋势
变频器的现状和发展的趋势在当今工业社会,环保和节能显得越来越重要,而变频器在工业节能中发挥着越来越大和不可忽视作用。
一.变频器的基本常识1.1什么是变频器变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
可分为交—交变频器,交—直—交变频器。
交—交变频器可直接把交流电变成频率和电压都可变的交流电;交—直—交变频器则是先把交流电经整流器先整流成直流电,再经过逆变器把这个直流电流变成频率和电压都可变的交流电。
1.2变频器的组成变频器是由主回路和控制回路两大部分组成的。
主回路由整流器(整流模块)、滤波器(滤波电路)和逆变器(大功率晶体模块)三个主要部分组成。
控制回路则由单片机、驱动电路和光电隔离电路组成。
1.3变频器市场容量当前,电机是我国主要的工业耗电设备,据清华大学电机权威人士统计,我国电机的总装机容量已达4亿千瓦,年耗电量达6000亿千瓦时,约占工业耗电量的80%。
我国在用的电机拖动系统总体装备水平仅相当于发达国家50年代水平。
另外据统计,对于塑胶行业的电费成本,约占整个生产成本的20%~50%。
在发达国家,变频器在电机投用的普及率已达到80%,而我国变频器的运用还在起步阶段,普及率不到10%。
从以上可以看出,变频调速系统在我国有着非常巨大的市场需求。
从应用领域来说,国内变频调速技术在经过几年的应用推广下已得到了较快的发展,变频调速技术的领域已初步涉及到电子、机械、石化、冶炼、纺织、汽车等多种行业,应用范围已覆盖注塑机、空压机、空调、恒压供水、纺织机等各种交流电机设备。
从发展区域来说,变频调速技术的应用在我国沿海省份和南方城市发展较快,目前已有向内地快速渗透的趋势。
1.4变频调速的优点变频调速的优点主要有如下一些优点:1、调速范围宽,可以使普通异步电动机实现无级调速;2、启动电流小,而启动转矩大;3、启动平滑,消除机械的冲击力,保护机械设备;4、对电机具有保护功能,降低电机的维修费用;5、具有显著的节电效果;6、通过调节电压和频率的关系方便的实现恒转矩或者恒功率调速。
2023年变频器行业市场环境分析
2023年变频器行业市场环境分析一、国内变频器行业发展现状随着市场需求的增长,以及新技术的不断推动,变频器行业发展呈现出良好的趋势。
目前,国内变频器市场正在向高性价比、智能化以及高精度方向发展,并且目前其中仍存在一定的发展潜力。
根据相关数据显示,当前国内变频器市场已经进入到一个成熟期,总体的增长率较为平缓。
但是,在未来,随着智能化和数字化的不断推进,以及新兴领域的快速发展,变频器市场还存在着非常广阔的发展前景。
二、政策环境对变频器行业的影响在国家政策环境方面,中国将不断加大环保领域的政策支持力度,加强对传统产业的环保、节能、减排和增效,因此变频器作为一种较为先进的节能设备,未来将得到更大的政策扶持。
另外,国家对于节能减排领域的引导政策也会提高市场的需求。
近年来,我国已经发布出多项涉及节能减排的政策法规,例如《节能服务行业发展规划(2017-2020年)》,《节能与新能源汽车推广应用财政补贴政策(2015年至2020年)》,这些政策文件都会对变频器市场发展产生积极影响。
三、国内变频器市场的市场细分1. 局部行业需求。
根据相关数据显示,变频器行业应用于钢厂、石化、电力等重要行业的需求比较旺盛。
从市场需求变化的趋势来看,随着我国经济的不断发展,变频器在这些行业的应用需求依然处于稳定的上升发展阶段。
2. 阀门市场需求。
由于阀门领域的应用需求向着高精度、高稳定性方向发展,所以变频器市场在相关领域中的市场份额越来越大。
此外,阀门市场的竞争也更加激烈,因此在产品质量和性能方面的要求更高。
3. 水泵行业需求。
从水泵行业应用需求来看,随着社会进步不断推进,我国的水泵行业应用领域越来越广泛。
其中,一些重要市场的需求更加旺盛,例如给排水领域、暖通空调领域、水处理领域以及石化制品领域等。
四、国内变频器未来市场发展趋势1. 智能化和数字化趋势强烈。
在未来,随着智能化、数字化的快速推动,变频器市场也将向这个方向发展。
未来的变频器产品将采用更加精细化的技术设计,让用户更加智能化地操作。
2024年变频器制造市场发展现状
2024年变频器制造市场发展现状引言随着工业自动化程度的提高和能源效率的关注,变频器作为一种重要的工业控制设备,在制造业中发挥着越来越重要的作用。
本文将对变频器制造市场的发展现状进行探讨,分析市场的规模、发展趋势以及推动市场增长的因素。
市场规模根据市场研究公司的数据显示,全球变频器市场在过去几年中呈现出稳步增长的趋势。
据预测,到2025年,全球变频器市场将达到近100亿美元的规模。
这主要得益于制造业的快速发展和对能源效率的追求。
发展趋势1.自动化需求的增长:随着制造业自动化程度的提高,对变频器的需求也在不断增加。
变频器可以控制电机的转速,实现对制造过程的精确控制,提高生产效率和产品质量。
2.节能环保意识的提高:环境保护和可持续发展已成为全球关注的焦点,各国政府和企业都在积极采取措施减少能源消耗和碳排放。
作为高效能源控制设备,变频器在实现能源节约和减少环境污染方面具有重要作用,因此在市场上得到广泛应用。
3.制造业的快速发展:随着全球制造业的迅速发展,变频器作为关键的工业控制设备也得到了广泛应用。
各行业如机床、石化、能源、食品等对变频器的需求正在不断增长,这推动了市场的快速扩张。
4.技术创新的推动:随着科技的不断进步,变频器的技术也在不断升级和创新。
如电力电子技术、微电子技术和通信技术的不断应用,使得变频器更加智能化和高效化,进一步提升了其市场竞争力。
推动市场增长的因素1.新兴市场需求的增加:在许多新兴市场,如中国、印度和巴西,制造业正快速崛起。
这些地区的工业发展对变频器的需求量非常大,这无疑将推动市场增长。
2.政府政策的支持:政府在能源节约和环境保护方面的政策支持对变频器市场发展起到了积极的推动作用。
通过税收优惠和经济刺激措施等手段,政府鼓励企业采用节能环保的技术和设备,从而促进了变频器市场的增长。
3.产品性能的提升:随着技术的进步和竞争的加剧,变频器制造商不断提升产品的性能和质量,使得变频器能够更好地适应各行业的需求,这也是市场增长的重要因素之一。
变频器的发展现状
变频器的发展现状
变频器是一种用于调节电动机的转速、转矩和功率输出的电子设备。
它通过改变电源的频率和电压来实现对电动机的控制。
在过去的几十年里,变频器在工业生产与家居设备中得到了广泛的应用,带来了极大的便利和经济效益。
下面将介绍变频器的发展现状。
首先,随着科技的进步和电力电子技术的发展,变频器的性能大大提高。
过去的变频器在效率、稳定性和响应速度上存在一些不足,而现代的变频器利用先进的控制算法和电子元件,使其拥有更高的效率和更快的响应速度。
这使得变频器在不同的应用场景中能够更准确地控制电动机的运行,提高生产效率和产品质量。
其次,变频器在节能减排方面发挥了重要作用。
与传统的电阻或油压调速相比,变频器可以根据实际负载需求来调整电动机的转速和功率输出,避免了无效的能量消耗。
这种节能的特性使得变频器在工业生产中广泛应用,对于减少能源消耗和降低环境污染具有积极的意义。
此外,随着智能制造和物联网技术的兴起,变频器与其他设备的联网功能也得到了提升。
现代的变频器可以通过网络与其他设备进行通信和协同工作,实现自动化控制和远程监控。
这种联网能力使得生产过程更加智能化和灵活化,提高了生产的效率和质量。
总的来说,变频器在技术和应用领域都取得了显著的进步。
随
着工业自动化和能源节约的需求不断增加,变频器将继续发展和创新,为各个行业带来更多的价值和机遇。
变频调速技术的发展和应用
变频调速技术的发展和应用近10年来,随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的讯速发展,电气传动技术面临着一场历史革命,即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。
电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善不断恶化环境、推动技术进步的一种主要手段。
变频调速以其优异的调速和起制动性能,高效率、高功率因数和节电效果,广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。
我国变频调速技术的发展概况电气传动控制系统通常由电动机、控制装置和信息装置3部分组成。
电气传动关系到合理地使用电动机以节约电能和控制机械的运转状态(位置、速度、加速度等)实现电能-机械能的转换,达到优质、高产、低耗的目的。
电气传动分成不调速和调速两大类,调速又分交流调速和直流调速两种方式。
不调速电动机直接由电网供电,但随着电力电子技术的发展这类原本不调速的机械,越来越多的改用调速传动以节约电能(节约15-20%或更多),改善产品质量,提高产量。
在我国60%的发电量是通过电动机消耗掉的,因此它是一个重要行业,一直得到国家重视,目前已有一定规模。
近年来交流调速中最活跃、发展最快的就是变频调速技术。
变频调速是交流调速的基础和主干内容,上个世纪变压器的出现使改变电压变得很容易,从而造就了一个庞大的电力行业。
长期以来,交流电的频率一直是固定的,变频调速技术的出现使频率变为可以充分利用的资源。
我国电气传动产业建于1954年,当时第一批该专业的学生从各大专院校毕业,同时在机械工业部属下建立了我国第一个电气传动成套公司,这就是后来的天津电气传动设计研究所的前身。
我国电气传动与变频调速技术的发展简史见附表。
现在我国已有200家左右的公司、工厂和研究所从事变频调速技术的工作。
我国是一个发展中国家,许多产品的科研开发能力仍落后于发达国家。
至今自行开发生产的变频调速产品大体只相当于国际80年代水平。
变频调速技术发展现状及前景展望
变频调速技术发展现状及前景展望上网时间:2008-10-23 作者:王玲,程汉湘,黄凤华广东工业大学自动化学院来源:变频技术应用中心论题:变频调速技术的发展概况变频调速技术国内外现状变频调速未来的发展方向解决方案:国外神经网络在变频调速系统控制中获得了应用实现全数字控制化实现变频器的通信网络化和技术规格标准化实现变频器的特大容量化和硬件的集成化实现变频器的高频化实现软开关化和实现变频器的“绿色环保”化电气传动是工业控制领域中的一个重要内容,它利用电动机将电能转变为机械能,从而满足工农业生产及日常生活中的各种需求。
目前,变频调速技术已成为节能、改善工艺流程、提高产品质量和改善环境、推动技术进步的有效措施。
变频调速以其优异的调速和起制动性能,高效率、高功率因数和节能效果,广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式,其重要性日益得到世界各国的重视。
在世界能源紧缺的今天,开展变频调速技术的研究,推广其应用,有着非常重大的现实意义和巨大的经济效益及社会效益。
变频调速技术的发展概况20 世纪60 年代以前,直流调速一直以控制能力强、可靠性高、噪声低、控制电路简单等一系列优良的性能在传动领域中占据着主导地位。
但是随着社会生产力及技术的不断发展,直流传动的薄弱环节逐步显示出来。
由于换向器的存在,使直流电动机的维护工作量加大,单机容量、最高转速以及使用环境等都受到限制。
同时,电动机在实际应用中,已由过去简单的起停控制,以提供动力为目的发展为对其速度、位置、转矩等参数进行精确控制,使被驱动的机械运动符合预想的要求。
另外,随着电力电子技术、控制技术以及微型计算机和大规模集成电路的飞速发展,交流调速取代直流调速,计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。
因此,人们便转向应用结构简单、运行可靠、便于维护、价格低廉的交流电动机。
然而,要实现对交流电动机高性能的调速远比直流电动机调速困难得多。
变频器的发展现状
变频器的发展现状变频器是一种将电能转换为可调速电能输出的电力调制装置,广泛应用于电机控制领域。
随着科技的发展和工业的进步,变频器也在不断发展和改进,具有以下几个方面的现状:首先,变频器技术不断创新。
随着电子技术的快速发展,变频器技术不断创新,从最初的模拟变频器到现在的数字变频器。
数字变频器具有更高的精度、更好的稳定性和更强的抗干扰能力,能够更好地适应复杂的工况要求,提高了电机的控制效率。
其次,变频器日益智能化。
随着人工智能和大数据技术的快速发展,变频器不断向智能化方向发展。
智能变频器可以通过感知和学习外部环境,自动调节输出频率和电压,以适应不同负载的需求,提高系统的运行效率和节能效果。
同时,智能变频器还具有自我诊断和维护功能,可以自动检测故障并给出解决方案,减少了维修和停机时间,提高了设备的可靠性。
再次,变频器的功率和容量不断提升。
随着工业的发展和需求的增加,对变频器的功率和容量提出了更高的要求。
传统的变频器主要用于小功率和中功率的电机控制,而现在出现了越来越多的大容量变频器,可以实现对数百千瓦甚至几千千瓦级别的电机进行控制。
这大大拓宽了变频器的应用范围,使其在大型工程和重工业领域发挥更大的作用。
最后,变频器的节能效果逐渐凸显。
随着能源问题的日益突出,节能成为了一个重要的议题。
变频器作为一种能够调节电机的转速和负载的装置,可以根据实际需求进行调整,降低电机的负载损耗和启动能耗,从而达到节能的目的。
据统计,使用变频器可以将电机的能耗降低10%~60%,在工业生产中具有巨大的节能潜力。
综上所述,变频器的发展现状呈现出技术创新、智能化、功率提升和节能明显等特点。
随着技术的不断进步和应用的扩大,相信变频器在未来会发挥越来越重要的作用,并在工业自动化和节能减排等方面做出更大的贡献。
交流变频调速技术发展的现状及趋势
交流变频调速技术发展的现状及趋势交流变频调速技术发展的现状及趋势概述交流电动机变频调速技术是在近⼏⼗年来迅猛发展起来的电⼒拖动先进技术,其应⽤领域⼗分⼴泛。
为了适应科技的发展,将先进技术推⼴到⽣产实践中去,交流变频调速技术已成为应⽤型本科、⾼职⾼专电类专业的必修或选修课程。
变频调速技术概述,常⽤电⼒电⼦器件原理及选择,变频调速原理,变频器的选择,变频调速拖动系统的构建,变频技术应⽤概述,变频器的安装、维护与调试和变频器的操作实验。
在理论上以必需、够⽤为原则;精⼼选材,努⼒贯彻少⽽精、启发式的教学思想;变频调速技术是⼀种以改变交流电动机的供电频率来达到交流电动机调速⽬的的技术。
⼤家知道,从⼤范围来分,电动机有直流电动机和交流电动机。
由于直流电动机调速容易实现,性能好,因此,过去⽣产机械的调速多⽤直流电动机。
但直流电动机固有的缺点是,由于采⽤直流电源,它的滑环和碳刷要经常拆换,故费时费⼯,成本⾼,给⼈们带来不少的⿇烦。
因此⼈们希望,让简单可靠价廉的笼式交流电动机也能像直流电动机那样调速。
这样就出现了定⼦调速、变极调速、滑差调速、转⼦串电阻调速和串极调速等交流调速⽅式;由此出现了滑差电机、绕线式电机、同步式交流电机。
但其调速性能都⽆法和直流电动机相⽐。
直到20世纪80年代,由于电⼒电⼦技术、微电⼦技术和信息技术的发展,才出现了变频调速技术。
它的出现就以其优异的性能逐步取代其他交流电动机调速⽅式,乃⾄直流电动机调速系统,⽽成为电⽓传动的中枢。
要学习交流电动机的变频调速技术,必须有电⼒拖动系统的知识。
因此,先温习电⼒拖动系统的基础知识。
电⼒拖动系统由电动机、负载和传动装置三部分组成。
描写电⼒拖动系统的物理量主要是转速,n和转矩T(有时也⽤电流,因转矩和电动机的电枢电流成正⽐)。
两者之间的关系式称为机械特性。
交流电动机是电⼒拖动系统中重要的能量转换装置,⽤来实现将电能转换为机械能。
长期以来⼈们⼀直在寻求对电动机转速进⾏调节和控制的⽅法,起初由于直流调速系统的调速性能优于交流调速系统,直流调速系统在调速领域内长期占居主导地位。
简述变频器技术的发展趋势
简述变频器技术的发展趋势
变频器技术旨在调节电动机的转速和负载。
随着工业自动化和能源节约要求的不断增加,变频器技术也在不断发展。
以下是变频器技术发展的几个趋势:
1. 高性能和高效率:变频器的效率是衡量其性能的重要指标。
随着能源效率要求的提高,未来的变频器将更加注重提高转换效率和减少能耗。
2. 高可靠性和耐用性:随着变频器在工业和商业领域中的广泛应用,对其可靠性和耐用性的要求也越来越高。
未来的变频器将倾向于采用更加耐用可靠的元件和系统设计。
3. 多功能和智能化:将来的变频器将更加智能化,能够实现更多的功能,如电能质量监测、故障诊断和预测性维护等。
同时,它们将与其他自动化设备和系统集成,以实现更高级的控制和管理。
4. 小型化和集成化:随着技术的进步,未来的变频器将越来越小巧轻便。
这将使得安装更加方便,并且可以在更多的应用场合中使用。
5. 环保和可持续发展:随着全球环境问题的日益严重,未来的变频器将更加注重环保和可持续发展。
它们将采用更多的环保材料和设计,以减少对环境的影响。
总的来说,未来的变频器将更加高性能、高效率、可靠耐用、智能化、小型化、
环保和可持续发展。
这将使它们在各个领域的应用更加广泛,为工业自动化和能源节约做出更大的贡献。
2023年变频器行业市场分析现状
2023年变频器行业市场分析现状变频器是一种用于调节电机速度的设备,主要应用于工业自动化领域。
随着工业化的进程和自动化水平的提高,变频器市场也越来越大。
本文将对变频器行业的市场现状进行分析。
一、市场规模变频器行业市场规模庞大,目前全球市场价值约为400亿美元。
预计到2025年,市场规模将达到600亿美元,增长势头良好。
二、市场需求1. 工业自动化需求:工业自动化是变频器的主要应用领域,工业自动化需求不断增加,将推动变频器市场的增长。
2. 节能环保需求:变频器可以通过调整电机的速度,实现节能的目的。
随着全球资源紧张和环保意识的提高,节能环保需求也在不断增加,推动了变频器市场的发展。
3. 电动汽车需求:电动汽车的发展也为变频器市场提供了机会。
变频器被广泛应用于电动汽车的电动驱动系统中,可以提高驱动系统的效率和稳定性。
三、市场竞争1. 市场集中度高:目前,变频器行业的市场集中度较高,行业内企业竞争激烈。
一些大型企业拥有较高的市场份额,具有一定的竞争优势。
2. 技术创新竞争:技术创新是变频器行业的核心竞争力。
一些企业致力于研发更高效、更稳定的变频器产品,以满足市场需求。
3. 价格竞争:由于市场竞争激烈,一些企业采取价格战策略,以降低产品价格吸引客户。
价格竞争对行业发展带来了压力。
四、市场趋势1. 高端化趋势:随着工业自动化水平的提高,对于变频器的需求也越来越高。
市场上对于高性能、高精度的变频器产品的需求越来越大。
2. 智能化趋势:随着物联网、大数据等技术的发展,变频器行业也呈现出智能化的趋势。
一些企业开始研发智能变频器产品,以适应市场需求。
3. 个性化趋势:不同行业对于变频器的需求存在差异,定制化产品的需求也越来越多。
一些企业开始提供个性化定制的变频器产品,以满足不同行业的需求。
总之,随着工业自动化和节能环保需求的增加,以及电动汽车的发展,变频器市场前景广阔。
但市场竞争激烈,企业需要通过技术创新和提供个性化产品来保持竞争优势。
我国变频器的现状及其未来的技术发展
我国变频器的现状及其未来的技术发展一、引言变频器是一种用于改变电机转速和控制电机运行的电子设备,广泛应用于工业生产、交通运输、家庭电器等领域。
我国自20世纪80年代开始引进变频器技术,经过多年的发展,已经成为全球变频器生产大国之一。
本文将对我国变频器的现状及其未来的技术发展进行分析。
二、我国变频器市场现状1. 市场规模据统计,2019年我国变频器市场规模达到了约270亿元人民币,同比增长率为5.2%。
其中,低压变频器占据了市场份额的60%左右。
2. 产品结构目前,我国主要生产的是低压变频器和中高压变频器两类产品。
低压变频器主要应用于家庭电器、建筑物自动化控制和工业自动化控制等领域;中高压变频器则主要应用于电力、冶金、石化等重工业领域。
3. 企业竞争格局在我国低压变频器市场上,ABB、施耐德电气、西门子等外资企业占据了较大份额;而在中高压变频器市场上,国内企业如华峰电气、中恒电气等则具有一定的竞争优势。
三、我国变频器技术发展趋势1. 高效节能随着能源问题的日益突出,变频器的节能性能成为了一个重要的考量因素。
未来,变频器将更加注重提高效率和降低能耗。
2. 智能化控制随着人工智能、物联网等技术的快速发展,变频器也将向智能化控制方向发展。
未来,变频器将更加注重与其他设备的联动和数据共享。
3. 多功能集成为了满足用户多样化需求,未来的变频器将更加注重多功能集成。
例如,在低压变频器领域,产品不仅可以实现传统的马达控制功能,还可以集成温度控制、照明控制等多种功能。
4. 高可靠性在工业生产领域中,设备可靠性是至关重要的。
未来,变频器将更加注重提高产品可靠性和稳定性,并通过故障预测和智能维护等手段最大限度地减少停机时间和维修成本。
四、未来变频器技术发展的挑战1. 国内外市场竞争加剧随着国内外变频器市场竞争的加剧,企业需要不断提高产品质量和技术水平,才能在激烈的市场竞争中占据一席之地。
2. 技术创新压力增大为了满足用户不断升级的需求,企业需要不断进行技术创新,研发出更加先进、高效、智能的产品。
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交流变频技术发展的现状及趋势随着大规模集成电路和计算机控制技术的发展,以及现代控制理论的应用,使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围、高的稳速范围、高的稳速精度、快的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能,在调速性能方面可以与直流电力拖动媲美。
在交流调速技术中,变频调速具有绝对优势,并且它的调速性能与可靠性不断完善,价格不断降低,特别是变频调速节电效果明显,而且易于实现过程自动化,深受工业行业的青睐。
变频调速技术的发展,大体可以从如下4个方面进行综述。
1 电力电子器件的更新逆变器从采用晶闸管半控器件到采用GTR全控器件,其输出波形从交流方波发展为脉宽调制(PWM)波形,大大减小了谐波分量,拓宽了异步电动机变频调速范围,并减小了转矩的脉动幅度。
然而,GTR工作频率一般在2kHz以下,载波频率和最小脉宽都受到限制,难以得到较为理想的正弦波脉宽调制波形,使异步电动机在变频调速时产生噪声。
IGT的工作频率可在10~20kHz之间,与GTR相比,不仅工作频率高出一个数量级,而且在电压和电流指标均已超出GTR。
由于逆变器载波频率的提高,以及可以构成特定的PWM波形,异步电动机变频调速控制器的谐波噪声大为降低。
智能功率模块(IPM)是以IGBT为开关器件,同时含有驱动电路和保护电路的一种功率集成器件(PIC)。
IPM的保护功能有过电流、短路、欠电压、过电压和过热等,还可以实现再生制动。
由IPM组成的逆变器只需对桥臂上各个IGBT 提供隔离的PWM信号即可。
简单的外部电路和控制电路的集成化,使变频器体积大为减小。
还有,由于功率开关器件的故障检测和保护电路接近故障点,故可以抑制故障扩大,保证装置可靠运行。
2 控制策略的发展第1代变频器采用的是恒压频比控制方式,它根据异步电动机等效电路确定的线性进行变频调速。
电压是指基波的有效值,改变U/f只能调节电动机的稳态磁通和转矩,谈不上动态控制。
为提高低频时电动机产生的转矩,通常采用提升电压以及随负载变化补尝定子绕组电压降的办法,可以拓宽变频调速范围至20∶1左右。
第2代变频器的主要特征是采用矢量控制方式,它参照直流电动机的控制方式,将异步电动机的定子电流空间矢量分解为转子励磁分量和转矩分量。
首先是要控制励磁,所以又把矢量控制称为磁场定向控制。
至于转矩的控制则是间接的。
矢量控制的主要缺点是需要复杂的坐标变换运算,以及需检测转速信号。
因此,进一步提出无速度传感器矢量控制的方法,它根据异步电动机实际运行的相电压和相电流,以及定转子绕组参数推算出转速观测值,以实现磁场定向的矢量控制。
由于转速观测值的精度受到所用计算参数与电动机实际运行参数之间偏差大小的影响,所以无速度传感器矢量控制的调速精度和范围,均低于带速度编码器的矢量控制方案。
一般前者的调速精度为1%,输出额定转矩时的最低频率只能达到1Hz左右,而后者调速精度为0.01%,最低频率为0.1Hz。
与矢量控制并行发展的还有直接转矩控制方式,它以异步电动机的转矩作为被控量,强调转矩的直接控制效果,并不刻意追求输出电流为正弦波形。
异步电动机的直接转矩控制是直接在定子坐标上计算磁链的幅值和转矩的大小,对其进行直接跟踪调节,以获得迅速的动态响应,其响应速度可小到1~2ms。
从转矩调控要求看,磁链有点误差,并不会对转矩控制性能产生重大影响。
这种控制方式的优点是对电动机参数变化不敏感。
近几年来,不依赖电动机模型的模糊自寻优控制、人工神经网络等智能化控制方法开始引入到交流调速系统中,成为交流调速控制理论、控制技术新的研究发展方向。
3 数字微处理器的应用数字化使得控制器对信息的处理能力大幅度提高,许多难以实现的复杂控制,采用微机控制器后便都解决了。
高性能的矢量控制系统,如果没有微机的支持是不可能真正实现的。
此外,微机控制技术给交流调速系统增加了多方面的功能,特别是故障诊断技术得到了完全的实现。
微机控制技术及大规模集成电路的应用提高了交流调速系统的可靠性,操作、设置的多样性和灵活性,降低了变频调速装置的成本和体积。
以微处理器为核心的数字控制已成为现代交流调速系统的主要特征之一,用于交流调速系统的微处理器发展情况简介如下:3.1 单片机开始采用微机控制时,总要选用CPU、ROM、RAM、定时器/ 计数器、I/O、A/D、D/A等芯片,组成最小微机系统。
为了适应这种需要,一些公司开始在一块芯片上直接集成这些部件,称为单片机。
就其组成而言,可以说,一片单片机芯就是一台计算机,大大缩小了控制器的体积,降低了成本,增强了功能。
随着单片机性能不断提高,单片机具有了丰富的硬件资源和软件资源。
然而单片机对大量数据处理或浮点运算能力有限,因此有待于进一步提高运算速度。
3.2 数字信号处理器(DSP)为了提高运算速度,20世纪80年代初期出现了数字信号处理器,其中采取了一系列措施,包括集成硬件乘法器、提高时钟频率、支持浮点运算等,以提高运算速度。
近几年来,将DSP做成磁心,把PWM生成、A/D变换器等集成于一个芯片上,成为一种32位的速度高、功率强大的单片机,其应用日益广泛。
3.3 精简指令集计算机RISC在1986年前后问世,它是将控制器、PWM、A/D等组成一体做成芯片,是计算机体系结构上的一次突破,使微处理器在性能上获得了质的飞跃。
微处理器的进步往往只靠改进VLSI(超大规模集成)硬件的工艺,来提高时钟频率和微处理器速度。
RISC则把着眼点放在经常使用的基本指令的执行效率上,依靠硬件与软件的优化组合来提高速度。
在RISC中,扬弃了运算复杂而用处不大的指令,省出这些指令所占用的硬件资源,以提高简单指令的运行速度。
自RISC诞生以来,经过10多年的发展,其工作速度已从2~3M IPS提高到1000MIPS。
3.4 高级专用集成电路ASIC也称为适合特定用途的IC,是专用芯片的标准单元、门阵列合在一起的内部门阵列和作为程序使用的可编程逻辑阵列的结构。
能完成特定功能的初级专用集成电路早已商品化,例如交流变压变频用的SPWM波形发生器有HEF4752、SLE4520。
高级专用集成电路的功能远远超过一个发生器,往往能够包括一种特定的控制系统,例如德国IAM1994年推出的VECON,它是一个交流伺服系统的单片矢量控制器,能完成矢量运算的DSP 协处理器、PWM定时器,以及其他外围和接口电路,都集成在一个芯片之内,使可靠性大大提高。
4 功能综合化新一代的变频器由于具有功能很强的微处理器支持,除能完成电动机变频调速的基本功能外,还具有内置的可编程、参数辨识及通讯等功能。
例如:4.1 自动加减速变频器可实现模糊最优加减速,它根据电动机的负载状态而自动设定加减速的最短时间;或者在设定的最短加减速时间内,将加速电流限制,将减速的直流过电压控制在允许值以内。
4.2 程序运行变频器可以根据预设的速度值和运行时间执行多段程序运行。
例如,各段运行时间、加减速时间以及正反向均可事先设定。
4.3 节电运行变频器能自动选定输出电压,使电动机运行于最小电流状态,从而使电动机损耗最低,其效率在原有节能基础上再提高3%。
4.4 电动机参数辨识无速度传感器矢量控制变频器需要根据电动机参数推算转速观测值。
一般制造厂商将变频器供电的标准电动机参数事先设定好,也可以由用户将所有电动机的参数进行新的设定。
新型变频器也可以做到第一次试运行时按规定程序自动辨识电动机参数并打印出来。
这样就拓宽了变频器的应用范围,而且使用很方便。
4.5 通讯和反馈功能新型变频器一般都带有RS232/422/485通讯接口,可以实现上位工控机对变频器的1对1或1对多的通讯功能,可将上位机的运行指令下达,或将变频器的运行状态上传。
在需要高精度控制时,可选用编码器,将转速反馈信号反馈到变频器,构成闭环系统。
变频器的通讯功能,对于不同的厂家有不同形式。
完善的软件功能和规范的通讯协议,使它可实现灵活的系统组态,组成现场总线系统,变频器在其中作为通讯的从站和传动执行装置。
交流变频调速的优异特性(1)调速时平滑性好,效率高。
低速时,特性静关率较高,相对稳定性好。
(2)调速范围较大,精度高。
(3)起动电流低,对系统及电网无冲击,节电效果明显。
(4)变频器体积小,便于安装、调试、维修简便。
(5)易于实现过程自动化。
(6)必须有专用的变频电源,目前造价较高。
(7)在恒转矩调速时,低速段电动机的过载能力大为降低。
交流电动机的调速方法有三种:变极调速、改变转差率调速和变频调速。
其中,变频调速最具优势。
这里仅就交流变频调速系统与直流调速系统做一比较。
在直流调速系统中,由于直流电动机具有电刷和整流子,因而必须对其进行检查,电机安装环境受到限制。
例如:不能在有易爆气体及尘埃多的场合使用。
此外,也限制了电机向高转速、大容量发展。
而交流电机就不存在这些问题,主要表现为以下几点:第一,直流电机的单机容量一般为12-14MW,还常制成双电枢形式,而交流电机单机容量却可以数倍于它。
第二,直流电机由于受换向限制,其电枢电压最高只能做到一千多伏,而交流电机可做到6-10kV。
第三,直流电机受换向器部分机械强度的约束,其额定转速随电机额定功率而减小,一般仅为每分钟数百转到一千多转,而交流电机的达到每分钟数千转。
第四,直流电机的体积、重量、价格要比同等容量的交流电机大。
最后,特别要指出的是交流调速系统在节约能源方面有着很大的优势。
一方面,交流拖动的负荷在总用电量中占一半或一半以上的比重,这类负荷实现节能,可以获得十分可观的节电效益。
另一方面,交流拖动本身存在可以挖掘的节电潜力。
在交流调速系统中,选用电机时往往留有一定余量,电机又不总是在最大负荷情况下运行;如果利用变频调速技术,轻载时,通过对电机转速进行控制,就能达到节电的目的。
工业上大量使用风机、水泵、压缩机等,其用电量约占工业用电量的50%;如果采用变频调速技术,既可大大提高其效率,又可减少10%的电能消耗。
新一代的变频器由于具有功能很强的微处理器支持,除能完成电动机变频调速的基本功能外,还具有内置的可编程、参数辨识及通讯等功能。
例如:1自动加减速:变频器可实现模糊最优加减速,它根据电动机的负载状态而自动设定加减速的最短时间;或者在设定的最短加减速时间内,将加速电流限制,将减速的直流过电压控制在允许值以内。
2程序运行:变频器可以根据预设的速度值和运行时间执行多段程序运行。
例如,各段运行时间、加减速时间以及正反向均可事先设定。
3节电运行:变频器能自动选定输出电压,使电动机运行于最小电流状态,从而使电动机损耗最低,其效率在原有节能基础上再提高3%。
4电动机参数辨识:无速度传感器矢量控制变频器需要根据电动机参数推算转速观测值。
一般制造厂商将变频器供电的标准电动机参数事先设定好,也可以由用户将所有电动机的参数进行新的设定。