1985年,德国鲁尔大学的DePenbrock教授首次提出了直接转矩控制变频技术。该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足,并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。目前,该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机化成等效直流电动机,因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算;它不需要模仿直流电动机的控制,也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。
VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低,谐波电流大,直流回路需要大的储能电容,再生能量又不能反馈回电网,即不能进行四象限运行。为此,矩阵式交—交变频应运而生。由于矩阵式交—交变频省去了中间直流环节,从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能实现功率因数为l,输入电流为正弦且能四象限运行,系统的功率密度大。该技术目前虽尚未成熟,但仍吸引着众多的学者深入研究。
20世纪90年代后半期,家用电器则依托变频技术,主要瞄准高功能和省电。比如,要求具有高速高出力、控制性能好、小型轻量、大容量、高舒适感、长寿命、安全可靠、静音、省电等优点。
近年来,新式的变频冷藏库不但耗电量减少、实现静音化,而且利用高速运行能实现大幅度时快速冷冻;在洗衣机方面,过去使用变频实现可变速控制,提高洗净性能,新流行的洗衣机除了节能和静音化外,还在确保衣物柔和洗涤等方面推出新的控制内容;电磁烹任器利用高频感应加热使锅子直接发热,没有燃气和电加热的炽热部分,因此不但安全,还大幅度提高加热效率,其工作频率高于听觉之上,从而消除了饭锅振动引起的噪声;IH电饭堡得到的火力比电加热器更强,而且利用变频可以进行火力微调,只要合理设计加热感应线圈,可得到任意的加热布局,炊饭性能上了一个档次;变频微波炉利用高频电能给磁控管必要的升压驱动,电源结构小,炉内空间更宽敞,新式微波炉能任意调节电力,并根据不同食品选择最佳加热方式,缩短时间,降低电耗;照明方面,荧光灯使用高频照明,可提高发光效率,实现节能,无闪烁,易调光,频率任意可调,镇流器小型轻量。
变频技术正在给形形色色的家电带来新的革命,并将给用户带来更大的福音。今后变频技术还将随着电力电子器件、新型电力变换拓扑电路、滤波及屏蔽技术的进步而发展。家用太阳能发电系统还将给家电增添新的能源。(四川半导体设备公司)
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