变频器发展论文

摘要：变频器对电机控制节能在发电厂主要表现在风机、水泵的应用上。发电厂各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。今天小编为大家推荐《变频器发展论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

变频器发展论文 篇1：

现代变频器的发展及应用

摘 要 近年来随着我国社会经济的不断发展，各生产领域也得到了快速的发展，其中电子行业的发展尤为迅速，作为国内支柱产业，电子行业对人们的正常生活和国民经济的整体发展都会形成重要的保障。随着电子技术的发展，变频器的可靠性及相关技术也得到了不断的提高，为这一行业的发展奠定了坚实的基础。

关键词 现代变频器；发展；应用

近年来随着社会的不断发展，国内市场中高科技智能产品已经遍布每个角落，高科技电子产业已经占据了国内经济市场中的领先地位。在电子产业中变频器的发展已经成为国人的骄傲。很长一段时间以来，目前相关生产单位和企业已经将目光放在了这一行业上，但并没有形成一定的规模效应。本文基于以上背景，对现代变频器的发展及实际应用情况展开了进一步的分析，下面就让我们一同探讨。

1 变频器的分类

在实际应用过程中，变频器的划分有多种划分依据，以工作中主电路的运行方式为依据进行划分，可以将其分成两种不同类型，即电流型变频器和电压型变频器；如果以变频器开关作为依据进行划分，可以将其分为三种不同类型，即PAM、PWM和高载频PWM控制变频器；如果以变频器运行机理为依据对其进行划分，有三种不同类型，即V/f控制变频器、矢量控制变频器以及转差频率控制变频器；如果以其用途作为依据进行划分，则有五种不同类型，即通用、高性能专用、高频、单相、三相变频器。由此来看，不管是何种电力设备，都有与之配合的变频器对其电压及频率的进行控制，这一点是与人们的各种要求相符合的。从电压来看有低压与高压变频器。

2 变频器的发展及应用

现代变频器可以使负荷的电压及频率得到改变，同时还能起到频率、电压都恒定的作用。现阶段不同国家变频器所使用的电源有家用和工用供电电源，可以按照相关要求将其频率和电压分别设定成为400V/50Hz和200V/60Hz（50Hz），为了使产生的电压与频率可变，除此之外还要对两种电压和频率进行转换之后才能投入正式使用之中。

2.1 变频器的发展

电子元件的发展在我国还要追溯到20世纪60年代，一共经历了晶闸管等三种变频器演化过程。也正是因为经过了不断的发展，变频器的发展才能不断推进电子变换技术得到进一步的更新，脉宽式调制变频器在20世纪70年代初期因为其转换技术受到了人们的重视与关注，一直到了上世纪80年代，核心PWM模式变频器再次吸引了人们的目光，并通过不断的创新与改进，创造出了更多的变频器优化模式，在众多变频器优化模式中鞍形波PWM模式作为一种变频效果波形最好的变频器突颖而出。由于电子器件及电子技术的飞速发展使得变频装置的体积和性能都有了极大的改变。

现阶段国内市场中变频器的性能和规格各有不同，使得消费者在采购过程中有时不能对其进行正确的选择。从变频器目前的发展情况来看，与国外其他国家相比，我国变频器发展速度要快很多，虽然如此，但是从供货来源上来看，我国变频器始终被国外知名知名品牌垄断，这主要是因为两点原因，首先，国外很多知名变频器品牌引进我国比较早，国人在购买变频器时也很重视品牌和质量，其次，因为我国变频器质量始终处于同类产品的中端位置，加上国内变频器品种相对单一，使用性能也不强。所以，为了在最短时间之内使国内变频器能够与国际变频器水平持平，需要积极引进国外的先进生产技术，特别是功率模块的制造技术，还要加强对变频器的质量管理，控制变频器的生产流程，进而使我国变频器的智能化与网络化水平得到提高。这样变频器厂家才能在更短时间内敢追国际变频器的生产质量水平。

2.2 变频器的实践应用

变频器在国内除一少部分用于做变频电源外大多的变频器主要作用是为电动机调速度，其作用主要有两方面：1）节能，风机水泵类负载，与直接电网相比，使用变频器之后的运行更省电，起到节能作用，电机运行工艺与节能作用直接相关。电机往往要长时间运行，它在低负荷时会浪费大量能量，如果长时间低负荷运行，那么变频器的使用则十分必要。2）满足工艺及性能要求，在冶金、工业自动化及电梯等行业，一些工艺要求要电机软启动及精确调速，这时便需要通过变频器对其进行精确控制才能使工艺要求得到满足。

极型复合自关断器件是使高压变频器发展的代表，这使得高压变频器得到了极大的发展，同时以多电平逆变器技术为代表的高压大容量变频器技术也得到了不断的发展，现在已经成为大功率变频器研究的一大热点。该类装置，已被广泛用在矿山的中高压变频调速场合。特别地控制模式经简洁优化以后形成的SVPWM控制方式，可以使电容的使用寿命得到延长，同时将低畸变的电压输出。

3 kV、6 kV、10 kV电压等级的电机被成为高压电机，与这种电机同时使用，对其进行调速的变频器则为高压变频器。高压变频器的种类也有很多，主要可以分为交交变频器和交直交变频器两种，经常使用的变频器为交直交变频器，这种变频器会经过两次变换，首先，将电源电流转变为直流，再将直流转换为交流电压，以直流部分性质为依据，可以将其分为电流型和电压型两种变频器，以有无中间低压回路为依据，可以将其分为高高变频器和高低变频器两种，除此之外，还有很多不同划分高压变频器的方法。从高压变频器的应用上来看，交流变频器已经在我国各领域中得到了广泛的应用，尤其是石化、冶金等领域，主要应用于特大容量和极高转速之间的交流调速以及节能调速等方面。其中节能调速作用的发挥主要在哪些动态性能要求不高以及精确度不高的平方率负载上，例如风机和水泵。使用变频方法进行调速时，可以使速时效率和功率因数得到提高，进而达到节能的目的。

3 结束语

综上所述，对于企业来说，使用了变频器之后，变频器的质量对于安全生产尤其重要，特别是高压变频器谐波越大对电机的绝缘越会产威胁，所以，企业应该在研发和生产过程中结合变频器容易出现的故障类型采取具体的故障解决措施，进而才能保证变频器可以达到无故障运行，这样才能保证企业生产过程得到安全进行。

参考文献

[1]许朝山，龚仲华.现代变频器的技术特点与发展方向[J].制造技术与机床，2010（1）：52-56.

[2]宋勇.变频器的发展及在钢铁企业中的应用[J].电子技术与软件工程，2014（13）：168-169.

[3]钱冬明，郭玮，管珏琪.从学习UI工具的发展及应用看e-Learning的发展——基于Top100学习工具近五年的排名数据[J].中国电化教育，2012（5）：135-139.

作者：张凯利

变频器发展论文 篇2：

变频器的发展及在电厂运行中的应用

摘要：变频器对电机控制节能在发电厂主要表现在风机、水泵的应用上。发电厂各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。当使用变频调速时，如果流量要求减小，通过降低泵或风机的转速即可满足要求。

关键词：节能;工作原理;变频控制;PLC

引言

在我厂各类机械和电气设备中与风机配套的电机约占全厂电机装机量的65%，耗用电能约占全厂发电总量的三分之一。特别值得一提的是，大多数风机在使用过程中都存在大马拉小车的现象。变频调速器的出现为交流调速方式带来了一場革命。我厂对厂内部分风机及水泵进行了改造，大大减少了厂用电率，为我厂带来了可观的经济效益，同时推动了我厂生产的自动化进程。

一、变频器的概述

1、交流调速的发展概况

随着电力电子技术的不断发展，性能可靠、匹配完善、价格便宜的变频器会不断出现，这一技术会得到更为广泛、普遍的应用。对于可调速的电力拖动系统工程上往往根据电动机电流形式分为直流调速系统和交流调速系统两类。交流调速系统大致经历了异步电动机调压调速系统和串联调速系统两个阶段。

2、变频器技术的发展趋势

电力电子器件的基片已从S（i硅）变换为SiC（碳化硅），使电力电子新元件具有耐高压、低功耗、耐高温的优点;并制造出体积小、容量大的驱动装置;永久磁铁电动机也正在开发研制之中。随着IT技术的迅速普及，以及人类思维理念的改变，变频器相关技术的发展迅速，未来主要朝网络智能化;专门化和一体化;环保无公害;适应新能源等几个方面发展。

二、变频器的构成及功能

变频器实际上就是一个逆变器.它首先是将交流电变为直流电.然后用电子元件对直流电进行开关.变为交流电.一般功率较大的变频器用可控硅.并设一个可调频率的装置.使频率在一定范围内可调.用来控制电机的转数.使转数在一定的范围内可调.变频器广泛用于交流电机的调速中.变频调速技术是现代电力传动技术重要发展的方向，随着电力电子技术的发展，交流变频技术从理论到实际逐渐走向成熟。

三、异步电动机变频调速原理

交流异步电动机是电气传动中使用最为广泛的电动机类型。因此了解异步电动机的调速原理十分重要。交流调速是通过改变电定子绕组的供电的频率来达到调速的目的的，但定子绕组上接入三相交流电时，定子与转子之间的空气隙内产生一个旋转的磁场，它与转子绕组产生感应电动势，出现感应电流，此电流与旋转磁场相互作用，产生电磁转矩。使电动机转起来。电机磁场转速称为同步转速，用表示：

（3-1）式中：为三相交流电源频率，一般是50Hz;为磁极对数。当=1是，=3000r/min;=2时，=1500r/min。

由上式可知磁极对数越多，转速就越慢，转子的实际转速比磁场的同步转速要慢一点，所以称为异步电动机，这个差别用转差率表示：

（3-2）

四、对发电厂锅炉风机，水泵的变频改造

热电厂机组必须配备的水泵主要有锅炉给水泵、循环水泵和凝结水泵，射水泵、工业水泵等。这些水泵数量多，总装机容量大。现以我厂凝结泵转速的节电原理为例：公式：P∝n3，其中P为功率，n为转速;可见用变频调速的方法来减少水泵流量的经济效益是十分显著的，当所需流量减少，水泵转速降低时，其电动机的所需功率按转速的三次方下降。例如：

A.  当水泵流量下降10%（跟踪输出频率为45Hz）则电动机节电率为：[1-（45/50）3]×100%=27.1%

B.  当水泵流量下降30%（跟踪输出频率为35Hz）则电动机节电率为：

[1-（35/50）3]×100%=65.7%在实际应用中，节能量根据不同情况与理论值有一定偏差。

负载类型及相关参数如下表所示：

水泵、风机变频调速后如下表所示：

n1-代表电机在额定转速运行时的特性;n2-代表电机降速运行在n2转速时的特性;R1-代表风机、泵类管路阻力最小时的阻力特性;R2-代表风机、泵类管路阻力增大到某一数组时的阻力特性。

若采用变频调速，风机转速由n1下降到n2，这时工作点由A点移到C点，流量仍是Q2，压力由H1降到H3，这时变频调速后风机所需的功率正比于H3与Q2的乘积，即正比于CH3OQ2的面积，由图可见功率的减少是明显的。对于风机、泵类设备采用变频调速后的节能效果，通常采用以下两种方式进行计算：若采用变频调速，风机转速由n1下降到n2，这时工作点由A点移到C点，流量仍是Q2，压力由H1降到H3，这时变频调速后风机所需的功率正比于H3与Q2的乘积，即正比于CH3OQ2的面积，由图可见功率的减少是明显的。

总结

随着电力电子技术的不断发展完善，交流变频调速技术日益显现出优异的控制及调速性能，高效率、以维护方便等特点，加之他的价格不断下降，在电厂运行设备中得到广泛应用，降低发电厂厂用电率的同时也提高了运行设备的安全性和稳定性。

参考文献：

[1] 何超.交流变频调速技术.北京：北京航空航天出版社，2006.1-65.

[2] 梁昊.最新变频器标准实施和设计.北京：电力出版社，2005.125-136.

[3] 罗春民.我国变频调速技术的发展概况[J].广东科技，2007，（04）

[4] 王占奎.交流电机变频调速的应用[J].电工技术杂志，2004.12-125.

作者：王虎

变频器发展论文 篇3：

国产变频器的未来发展趋势

摘要：中国自动化行业经历了多年的快速发展，变频器在产品性能和外观方面都有了很大的进步，涌现出了很多变频器制造企业。随着中美贸易战和新冠肺炎疫情的影响，我们深刻感受到以国有大中型企业为核心的头部用户正在逐渐接受国产化理念，国内逆变器企业将迎来相对较大的市场机遇。近期受大宗材料涨价和缺芯影响，逆变器市场也开始进入整合期，市场订单逐渐向头部企业集中。

关键词：变频器;现状;发展趋势;

阐述了目前变频器应用发展状况，对高压变频器的发展做了深入的说明，分析了交流调速技术的发展现状以及存在的问题，对变频调速技术的发展趋势及今后几年变频器产品的国内外市场状况做出预测。

一、现阶段变频器技术的发展状况

随着电力电子技术、计算机技术以及自动控制技术的迅速发展，电气传动技术正面临一场历史革命。经过了二十多年的发展，近代交流传动逐渐成为电气传动的主流。异步电动机调速系统中，效率最高、性能最好的是变频调速系统，因此，对变频调速的研究是当前电气传动研究中最活跃、最有实际应用价值的工作。变频器产业的潜力非常巨大，值得强调的是，这里的“变频器产业”应该是“变频器技术产业”，或者说叫inverter technology产业。正如IT产业不仅限于PC一样，变频器技术产业包括所有与变频器技术相关的产业，即电力电子器件的生产，驱动保护集成电路的生产，电气传动与系统控制技术，工业应用与其它。变频器的快速发展得益于电力电子技术、计算机技术和自动控制技术及电机控制理论的发展。当前竞争的焦点在于高压变频器的研究开发生产方面。变频器的发展水平是由电力电子技术、电机控制方式以及自动化控制水平三个方面决定的。在低压变频器领域，由于电力电子器件的耐压问题已解决，因此，形成了标准的电路拓朴结构，也不容易产生新的创新拓朴。也正因为功率开关器件的耐压满足不了中、高压变频器的需要，因此人们为了回避这个世界级的难题，创造了一些电路拓扑比如交交变频、单元串联多重化、三电平，如果器件的耐压能解决，则中、高压变频器不也就像低压变频器一样可以形成相同的统一的电路拓扑吗？所幸的是发明的功率开关直接串联技术，彻底解决了功率开关器件的耐压问题，从而为人类对几千伏、几万伏、几十万伏的电压进行随心所欲的控制、管理开辟了一条新的道路。其中的应用之一就是使真正的直接高压变频器成为了现实。电机控制方式决定了变频器的性能水平和应用范围、效果。国产变频器都停留在V/F控制方式，决定了国产变频器只在中低端市场，特别是在风机、泵类的调速应用市场为主，难以和进口品牌匹敌。成都佳灵推出的直接速度控制方式（DSC），也许将彻底改变这一现象。信息技术的发展也带动了自动化技术的发展，DSP运算技术引入变频器中，使复杂的实时运算，有了实现的手段，组成成套系统，变得轻松自如。由于中国经济的蓬勃发展，改革开放已发展到只有靠降低能耗、提高质量，特别是用现代电子技术改造传统产业，从而使中国利用巨大的存量资产，低成本、快速地实现现代化成为迫切任务。现代电子技术有两大基石，一为信息处理技术，相当于人的大脑;另一为执行技术，相当于人的四肢。而变频器作为执行技术的主力军，当然会形成巨大的商机。这样将大大促进我国电力电子技术的发展，特别是变频技术的发展。

二、交流调速技术的发展现状与存在的问题

近年来，交流调速在国内外发展十分迅速，打破了过去直流拖动在调速领域中的统治地位，交流调速拖动已进入了与直流拖动相媲美、相竞争、相抗衡的时代，并有取代的趋势，这是现代电力拖动发展的主要特征。电机及电气传动技术在国际上已形成相当规模的应用产业，变频器产业的发展，首先需要得到国家宏观政策的支持，其次作为生产厂家必须提高内功，需要提高变频器相关理论的研究工作，产品的设计和制造有关的技术，以及与产品应用有关的各种技术。由于国产厂家制造变频器历史比较短，技术积累相对较少。国内自动化行业的部分人士对国产变频器缺乏信心。但是未来变频器的发展趋势一定是走国产化的路，就像国产彩电工业一样。提高国产产品的质量是亟待解决的首要问题，从目前国内的众多品牌来看，真正能给国外比如富士、三菱、西门子、ABB等带来冲击的为数不多。经过几年的竞争，国内已有几个品牌（比如佳灵）技术应该是比较成熟的，它们已能挑战国外的品牌，而且这支队伍还在不断扩大。因为在竞争中，国内无论是技术和销售体系会有一个质的突变。但目前通用变频器市场上竞争往往停留在价格上的拼杀。当今家电行业及开关电源行业的发展历程告诉我们只要坚持不懈地努力，就可以实现变频器行业国产化产品的辉煌。大功率高速开关器件串联这一世界难题的解决，实现了用低压器件对高压电能变换的控制，使人类从此可以对几千伏、几万伏、几十万伏的高压电能运用电子技术进行任意控制，如变频、直流输电、潮流控制、城市电网稳压、无功补偿、有偿滤波、大功率驱动、蓄能电站控制等，必将提高到一个崭新的水平，使电子技术的二次革命得以最后完成，而直接速度控制理论（DSC）的诞生，则标志着中国在电机控制技术方面不仅超越了自我，也超越了国外同行。

三、目前高压大容量电气传动的研发状况

电力电子器件技术的不断发展，使得耐高压、大电流的新型电力电子器件已经应用于电气传动系统。佳灵IGBT直接串联高压变频器正成为未来的技术主流。高压大功率变频器因其在电磁兼容、电磁辐射、串联技术等方面问题有很大的技术难度，成为世界各大电气公司竞争的热点。IGBT直接高壓变频器完全舍弃了输入输出变压器，使得IGBT直接高压变频器完全舍弃了输入GBT直接串联高压变频器成为目前世界上体积与占地面积最小的产品，变频器效率高达98%以上。成都佳灵电气制造有限公司的IGBT直接串联高压变频器利用功率开关串联专利技术，解决了IGBT直接串联的世界难题，由于其技术上的突破，使其内部电子器件数目减少到了目前变频器的最低值，增加了变频器的可靠性，可谓愈简单愈可靠，谐波含量完全满足IEEE519-1992国际标准。佳灵公司是目前唯一拥有真正直接高压大功率变频技术的世界首家企业，该项目已被列入国家重点技术创新项目。目前国内诸多变频器生产厂家都在高压变频器领域投入大量的人力与物力，力求在目前变频器技术方面占领制高点，因为在变频器业界存在着这样一种说法，谁拥有高压变频器技术方面的优势，谁就将在未来的变频器行业乃至工控领域占有一席之地。佳灵公司在技术变革与技术创新方面打破了原有的理性构想，推翻了先前的学术研究方面的禁区，对目前电工学的发展也会产生不同的影响。成都佳灵公司IGBT直接高压变频器的成功推出，标志着中国目前在高压变频器领域在技术上已经超越发达国家的实力。IGBT直接高压变频器这样的新技术在大学和重要的学术交流研讨会中产生轰动，从而获得了许多“第一”的荣誉。成功将这些技术转化为公司的生产力是最重要的，只有将先进的技术转化成商业应用的公司才算是取得成功的公司。永无止境的市场需求催生出新技术。对于任何一种新技术来讲，要被市场接受并获得长期成功不仅需要能进行批量生产，而且必须要证明它是可靠的，这是开始阶段付诸应用的关键。目前佳灵公司从生产技术储备方面已经做好了充分的准备。高压变频器的推广也存在较大的市场阻力，由于高压变频器往往是工厂（公司）的重要动力传动设备，对于设备的选型也异常谨慎小心，由于历史的原因，国内有较大的崇洋心理。所以绝大多数厂家首先考虑的是国外品牌。由于国家强制执行重大设备招投标制度，对于国内高压变频器生产企业无疑具有较好的竞争优势。

四、变频器从产品技术的发展

1.通用市场在持续保持的同时，基于场景的行业专用机型在快速发展。传统的使用通用变频器来覆盖所有行业的做法，已经逐步被基于行业场景的精准设计所替代，更多的国产厂家都在围绕特定行业、特定客户和特定的设备，开发定制化的方案，以更好地贴近客户的应用、解决客户的痛点、提升产品的竞争力，这已经成为OEM市场的主流打法。此做法需要厂家有雄厚的技术实力、快速的市场响应、行业的工艺积累，这是未来变频器行业市场分化的一个关键点。

2.从传统的变频器本体的开发更多的向工业自动化整合能力转变。做行业的专有机型，不再仅仅局限在变频器本体，而更多地需要将整个自动化的能力整合为一个完整的解决方案，需要有伺服、HMI、PLC甚至有可能是视觉、气动等多种能力的整合，只有把所有的这些能力整合为一体，才能真正做出有竞争力的解决方案，而这个能力也是未来自动化市场发生分化的一个关键变量。

3.基于数据的接入能力的建设。工业4.0已经成为未来制造业的标配，对于自动化厂家来说，如何将自身的设备无缝地接入工业4.0的网络这一问题亟需考虑。产品不再是一个单一的点上的驱动器，而成为现场设备的一个边缘侧的终端，不仅仅实现的是单个设备的功能，更重要的是成为现场设备接入工业4.0网络的一个接口，包括现场设备的维护、诊断，甚至也可以是一个具备边缘计算能力的现场设备管理终端。

4.未来的变频器不再是一个原生态的产品，更多的是一个平台。基于不同的行业，有不同的厂家提供完整的解决方案，任何一个自动化厂家都不可能通吃，因而我们未来需要从单一的原生态的驱动器向一个开放的自动化平台转移，各类用户都可以通过基于平台的组态和整合，将自己对于行业Know-How的理解在平台上实现，最终形成自己独有的知识产权。变频器所有的变化都是s基于工业自动化行业的变化来展开的，随着大规模定制化需求的持续深化，我们需要有更多的变化，变频器这个单一的品类未来是否会随着工业自动化整体技术的融合而消失，这个还需要时间来验证，但是可以想象的未来，多产品的融合和发展将会成为主流。

五、变频调速技术的发展趋势

变频调速是最有发展前途的一种交流调速方式。目前，变频器调速控制系统广泛应用于机械、冶金、矿山、化工、石油、纺织、造纸、印染、水泥、船舶、铁路等行业。由于变频器在空调、电梯、冶金、机械等行业的广泛应用，变频调速电机和与之配套的变频器发展迅速。目前佳灵公司生产的十大系列产品几乎涵盖了所有交流电气传动领域。从空气动力研究用的变频控制器到潜艇船舶用的变频螺旋桨控制器。从风机水泵用的變频器到家用中央空调变频控制器。据机械信息研究院的统计，2000年，中国变频器市场容量接近30亿。其中日本，欧美品牌占据主导地位，但成都佳灵等国内生产商经过近几年的高速发展，也已占领了很大一部分低端市场。目前变频器的国内电机配比率仍低于1%，潜在市场巨大，国内变频器市场在未来的5-10年内仍将保持高速发展。以高压变频器应用市场为例，它具有广阔的市场需求。变频器产业可能会成为像汽车产业一样主要产业，成为国家工业支柱及命脉。

总之，在未来，交流变频技术不断发展与革新的过程中，基于变频器的驱动控制系统也定会越来越成熟，将其应用在煤矿提升系统的改造工作之中，能够进一步的增加系统安全性与稳定性，这也是未来变频器在煤矿之中应用的趋势。

参考文献：

[1]朱晓建.浅谈国产变频器的未来发展趋势.2019.

[2]赵继松.我国变频器技术的应用与发展浅析.2019.

作者：杜大帅