起重机变频器产品优劣的判断

变频器的技术品位的高低是逐步发展而成型的，随着使用要求的提高及技术的发展，器件的品质，功能的扩展，自动化技术的进步而逐步前进的。一般判断产品的质量有以下十个要点是首先要考虑的。

变频器的控制方式

控制方式是决定变频器性能的首位，它取决于软件编程技术。随着时代的前进，技术发展，变频器控制方式有：

(1)V/f=C属开环控制;

(2)SVPWM空间电压矢量控制，属开环控制;

(3)矢量控制VC,属闭环控制，有电流I，磁通φ，转矩T，转速n四种;一般内环是φ、T、I任选一种，外环是n(或w)。

(4)直接转矩控制DTC属闭环控制，在n=0时可有400%Te，以上四种常用的。

2000年后国外出现无反馈装置的变频器，即不需要另外加装传感器或编码器，利用变频器在工作时的电流、电压、磁通、转速变化，通过检测、解耦等器件装置，反馈到输入端 详见图1、表1、表2。自问世后深受用户欢迎和青睐，主要是方便使用，功能不亚于有速度传感器反馈装置的变频器。目前高压变频器控制方式以A、B两种为多数。无反馈装置在试制中，C处于研发中。

独特的几种变频器的控制方法

(1)优化PWM矢量控制

正弦脉宽调制SPWM具有电路简单、线性度好的优点，但输出电压不高，最大线性输出电压幅值仅为输入电压的/2=0.866,其实质是相电压控制法。优化PWM矢量控制模式采用双调制过程，即三角波相位预及调制信号(0～50Hz)的幅值共同调节来控制IGBT的开关工作状态，方法是通过开关角α(30°～60°)及调制深度α=正弦波幅值/三角波幅值<0.95。特点是总谐波电流损耗小，脉动转矩小。当α=0.92～0.95时，谐波损耗最小，尤其当载波频率较低时，能充分显示出其优越性，表现为输出电压提高约20%，谐波减小，但信号波调制深度与开关角之间的线性度受到影响。随着α加大电压受控性变小，但总谐波电流失真THD值仍较小，因此常被选用。

(2) PWM的调制方法控制

①同步调制

在开关频率较低时，可以保证输出波形的对称性，但在较低频率时，载波数量显得稀疏，从而产生电流波形脉动谐波加大，因此只适用在f>20Hz频率段工作，目前的V/F方式即如此。

②异步调制

这种调制特点是在低频工作时对减小谐波损耗及转矩脉动大有改善，适用f<20Hz低频工作段。

③随机调制

按调制信号的周期及输出的电压值，能自动选择调制方式与调制深度a及开关角α，以适应工作频率变动幅值较大、负载转矩或功率变动大及有冲击性的闭环系统。这种调制方式是从根本上解决SPWM在低频工作段存在先天不足，即转矩变小、转矩脉动、谐波较大的缺点，但软件技术上有一定难度，几乎国内外没有这类调制方式的产品。

(3)按电动机U型特性曲线与V/f配合方式的控制

按电动机U特性曲线与V/f配合的控制方式——众所同知，V/f控制是静态的调压，即当f一定时，电压也一定了，它没有按电动机负载率β的大小进行最佳控制。日本AREX公司10年前获得世界公认的超能士节能控制器，多了一个环节，可按实际的负载率β来自动搜索(通过专用集成电路)，输出最小的工作电压和最小工作电流(U形特性曲线)，因此是最节电的，比一般变频器在相同工况条件下，能多节电8%～10%

(4)模糊控制方式

此方式按电动机参数及运行状态，通过模糊控制方法控制，特别适用通用单片机如8031等为CPU的场合应用，模糊控制软件简化不要数学模型，又可对多变量实时控制，随机变量能达一定精度要求，在冰箱、空调、洗衣机、微波炉等家电应用较广。当然模糊控制也适用变频器的控制，如Vacon变频器就采用模糊电流矢量控制。

(5)自整定(电动机参数在线测量控制)

(6)最近有绿色无谐波问世

未来发展的几种控制方式

(1)智能型控制方式：

①以变频器、电动机、负载(风机、水泵等)的三个效率乘积最大为依据，通过模糊控制技术后，输入到变频器，见结构框图4(北京四方方圆)。

②加装无源滤波器，主要消除5次、7次的逆序谐波，使变频器的THD%指标值低于谐波标准，几乎接近为零。

③最后效果。在不同的负载率条件下，系统效率高达90%以上，采用先进的滤波技术，使输出谐波含量低于国家标准。功率因数达到0.96以上，动态响应时间不大于30ms，总之在相同工况条件下，能够多节省电量10%以上。

(2)双PWM型控制方式

当今电压型交一直一交的主电路应用十分广泛，SPWM调制仅用在逆变器部分，而整流器是三相不可控的。因输入有谐波存在，cosφ也较低，损耗较大，对电网有一定影响。随着变频器的广泛应用，对电网的谐波污染问题又提到议事日程，经专家研讨，认为采用双PWM控制，即整流桥也采用可控IGBT的SPW