下混频器（共10篇）
下混频器 篇1
Maxim推出带有片内LO缓冲器的完全集成的2 000 MHz～3 900 MHz下变频混频器MAX19996A。该器件采用Maxim专有的单片SiGe BiCMOS工艺设计, 集优异的线性度、噪声性能和高度的器件集成特性于一体, 能够工作于极宽的频段范围。MAX19996A提供完全集成的下变频通道, 具有+24.5 dBm (典型值) IIP3、8.7 dB (典型值) 转换增益和9.8 dB (典型值) 噪声系数。此外, 器件具有业内最佳的2LO-2RF杂散抑制:-10 dBm RF电平下为67 dBc, -5 dBm RF电平下为62 dBc。MAX19996A专为3G/4G无线基础设施应用而设计, 在这些应用中高线性度和低噪声系数对增强接收器的灵敏度和抗阻塞性能至关重要。器件支持2.3 GHz～2.9 GHz WCS、LTE、WiMAXTM和MMDS基站中的高边和低边LO注入架构, 此外MAX19996A还可以配置为3.1 GHz～3.9 GHz WiMAX和LTE低边注入架构。
MAX19996A作为完备的SiGe下变频器, 集成了业内领先的混频器核、2个放大器、2个非平衡变压器和多个分立元件。器件的8.7 dB转换增益省去了接收通道中的整个IF放大级。MAX19996A优异的2LO-2RF性能还简化了相邻谐波分量的滤波要求, 从而简化了滤波器设计, 降低了成本。该器件集上述功能与优异的性能于一身, 使下变频器方案尺寸减小了一半, 分立元件数量减少了34%。
MAX19996A提供紧凑的5 mm×5 mm、20引脚TQFN封装, 与MAX19996 (2 000 MHz～3 000 MHz单路混频器) 引脚兼容。器件还与MAX9993/MAX9994/MAX9996 (1700 MHz～2 200 MHz混频器) 和MAX9984/MAX9986 (4 00 MHz～1 000 MHz混频器) 引脚类似。该系列下变频器非常适合多个频段采用相同PCB布局的应用。
Maxim公司电话: (010) 62115199, 传真: (01062115299, 网址:http://www.maxim-ic.com.cn。
变频器各种故障分析 篇2
关键词：变频器；过流 ；过载； 过压； 故障
中图分类号：TM921 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）18-0057-02
1 通用变频器的构造
变频器调速技术是强弱电混合、机电一体的综合性技术，既要处理巨大的电能转换，又要处理信息的收集、变换和传输，因此它的共性技术必定分成功率转换和弱电控制两大部分。通用变频器一般都采用交直交的方式，并由以下两部分组成：
主回路：变频器主回路包括整流部分、直流环节、逆变部分、制动或回馈环节等部分。
控制回路：控制回路包括变频器的核心软件算法电路、检测传感电路、控制信号的输入输出电路和保护电路。
2 变频器各种故障的分析
变频器故障可以分为变频器本机故障、变频器接口故障和电机故障三种，也可以分为有显示故障代码和没显示故障代码两种。
2.1 变频器过电压故障
变频器正常工作时，直流部电压为全波整流后的平均值，如果线电压为380V，平均直流电压为Ud=1.35U线=513V。当发生过电压时，直流母线上储能电容被冲电，在母线电压过高时，为了保护变频器，变频器会报过压故障，并封锁逆变器的脉冲输出。
（1）来自电源输入侧的过压。一般电源电压不会使变频器因过压而跳闸，但雷电引、补偿电容在合闸式断开时，有可能形成过压故障。也就是说电源输入侧的过压主要是指电源侧冲击过压，这种冲击过压主要特点是电压变化率和幅值都很大。（2）来自负载侧的过压。在电机减速时，电机和负载的动能转化为电能，处于发电状态，发出来的电在直流母线上累积，造成母线电压越来越高。如果电机的机械系统惯性大，而制动时间短，那么制动功率很大。产生的电能在变频器内不断累积，来不及释放，很容易造成直流母线过电压。多个电机拖动同一个负载时，也可能出现过压故障。（3）硬件问题引起的过压。一是变频器内部硬件工作出问题，如电压检测、CPU处理出了问题。二是机械部分问题，如果安装偏心就可能造成过压故障。三是变频器在长时间运行后，中间直流回路电容对直流电压的调节程度减弱，变频器出现过压跳闸的概率也会增大。
2.2 变频器过流故障
（1）生产机械在运行过程中负荷突然加重，甚至“卡住”，电动机的转速因带不动而大幅下降，一是电流急剧增加，过载保护来不及动作，导致过电流跳闸；二是变频器输出侧发生短路；三是变频器自身工作不正常。（2）变频器对于升、降速过程中的过电流，设置了防失速功能。当升或降电流超过预置的上限电流Iset时，将暂停升或降速，待电流降至设定值Iset以下時，再继续升或降速。但变频器的降速防失速功能只考虑直流电压，而无降速电流过大的自处理功能。（3）变频器上电或一运行就过流。这种保护一般是因变频器硬件故障引起的，若负载正常，变频器仍出现过流保护，一般是检测电路所引起的。
2.3 变频器过载故障
过载有一个时间的积累，当积累值达到时才报过载故障。主要原因有：（1）机械负荷过重，其主要特征是电动机发热。（2）三相电压不平衡，致使其中一相的运行电流过大，造成过载跳闸，主要现象是电动机发热不均。（3）变频器内部的电流检测部分出现误动，检测出的电流信号偏大，导致过载跳闸。
2.4 变频器过热故障
变频器内部是由无数个电子元器件构成的，其通电运行有大量的热量产生，特别是IGBT在高频状态下工作，容易发热。还有，如果环境温度过高，散热过慢，同样导致变频器内部元器件温度过高，为保护变频器内部电路，变频器会发热报故障报警并停机。变频器长时间运行，导致灰尘聚集，堵塞风道时，影响变频器内部的散热，导致变频器过热报警。变频器风扇坏时，大量的热量积聚在变频器内部散不出去。当变频器所带负载过重时，电流大幅上升，产生大量的热量，变频器也会过热报警。
3 变频器缺相故障
输入缺相检测只存在三相产品中。如果进线电源缺相，变频器会报缺相故障，不能启动，如果是运行中出现电源缺相，变频器也会报故障停机，所以如果出现电源缺相，而且变频器坏了，先是变频器故障而后引起烧电源从而出现缺相。 当变频器输入缺相后仍在运行时，电容被反复大范围充电，电容将会损坏，从而造成整台变频器的损坏。
4 变频器通讯故障
变频器提供RS232、RS485串行通讯或总线通讯，组成单主单从或单主多从的通讯控制系统，变频器的通讯故障主要集中在硬件接线错误、通讯卡失常、EMC干扰、通讯协议出错、总线软件配置出错等。
5 变频器其他故障
（1）变频器运行中“出力不足”。由变频器的U/f控制方式可以知道，变频器控制电机气隙磁通的基本方法即控制输出最高电压和基本运行频率的比值，当基本运行频率设置过高时，则电机的磁通量太小，没有充分发挥电机的能力，铁心利用不充分，导致变频器出力不足。（2）变频器定子检测故障。变频器输入滤波器采用的是LC结构电路，而变频器输出电压为高频脉冲方波，对电容来说相当于短路状态。（3）三线控制方式故障。变频器可以启动，无法停止。如果不注意三线控制方式与二线制近制方式的区别，就会造成变频器故障。（4）变频器换速时经常无法平层。多段速取指令不对引起电梯变频器平层误差大。（5）变频器PG接口问题。PG接口问题引起速度不匹配。（6）变频器转速跟踪模拟输入量。给定通道输入与设定频率的脉冲时间常数不匹配。（7）变频器上电报E018故障。由于接触器吸合良好信号在由驱动板传输到控制板的过程中，因变频电缆接触不良，导致反检信号无法到达控制板，使变频器无法正常工作。（8）上电显示POFF。制动单元损坏。（9）变频器的AOP面板仅能存储一组参数。设计时AOP面板中的内存不够。（10）变频器不能修改参数。在调试过程中修改了参数P927。（11）无法使用编码器作为速度给定。未作参数修改，故不法实现。（12）选择固定频率+
ON方式变频器不能运行。参数设定好后随意更改相应端子的定义会使变频器无法启动。
6 结语
变频器的集成度高、功能强大、科技含量较高，是强电与弱电相结合，因此故障多种多样，我们只能从实践中不断地总结、探索出一套快速有效处理变频器故障的方法。
参考文献
[1] 李方圆.变频器故障排除[M].北京：化学工业出版社，2009.
[2] 黄威，黄禹.变频器的使用与节能改造[M].北京：化学工业出版社，2011.
[3] 王廷才.变频器原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2009.
下混频器 篇3
Maxim推出完全集成的1 200 MHz～1 700 MHz、双通道下变频混频器MAX19993, 器件带有片内LO开关、缓冲器和分离器。器件采用Maxim专有的SiGe工艺设计, 具有无与伦比的线性度和噪声性能以及极高的元件集成度。单片IC提供两路独立的下变频通道, 每通道具有+27 dBm (典型值) IIP3、6.4 dB (典型值) 转换增益以及9.8 dB (典型值) 噪声系数。此外, MAX19993还具有业内最佳的2RF-2LO杂散抑制 (-10 dBm RF幅度时为72 dBc、-5 dBm RF幅度时为67 dBc) 。该款混频器专为1 500 MHz WCDMA/LTE无线基础设施应用而设计, 在这类应用中高线性度和低噪声系数对增强接收器的灵敏度和抗阻塞性能至关重要。
MAX19993作为完备的SiGe下变频器, 集成了两路业内领先的混频器核、4个放大器、3个非平衡变压器、1个LO开关、缓冲器和分离器以及多个分立元件。器件的6.4 dB转换增益省去了接收通道中的整个IF放大器, 优异的2RF-2LO性能还可简化相邻谐波分量的滤波要求, 使滤波器的设计更为简单且性价比更高。MAX19993的高集成度特性和优异的性能可将混频器方案尺寸减小一半, 分立元件数量减少45%。
MAX19993提供紧凑的6 mm×6 mm、36引脚TQFN封装, 与MAX9985/MAX9995/MAX19985A和MAX19994A/MAX19995/MAX19995A 700 MHz～2 200 MHz双通道混频器引脚兼容, 并与MAX19997A/MAX19999 1 850 MHz～4 000 MHz双通道混频器引脚类似。该系列下变频器非常适合多个频段采用相同PCB布局的应用。关于Maxim高性能混频器系列产品的详细信息, 请参见china.max-im-ic.com/mixer。
变频器节能市场分析 篇4
关键词 变频器;制动电阻;热能消耗;节能
中图分类号 TN773 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)082-0122-01
1 节能是变频器的重要领域和潜力市场之一
电机系统节能是国家发改委启动的十大重点节能工程之一,国家发展规划要求,当前应推广变频调速节能技术,即风机、水泵、压缩机等通用机械系统采用变频调速节能措施,工业机械采用交流电动机变频工艺调速技术。在“十一五”期间,我国将实现电机系统运行效率提高2个百分点,形成年节电能力达200亿千瓦时的目标。众所周知,风机和水泵是变频器节能的重要领域和潜力市场领域,其使用量占据变频器市场份额的半壁江山。
2 节能及能量反馈
通用变频器大都为电压型交—直—交变频器,三相交流电首先通过二极管可控硅整流桥得到脉动直流电,再经电解电容滤波稳压,最后经无源逆变输出电压、频率可调的交流电给电动机供电。这类变频器功率因数高、效率高、精度高、调速范围宽,所以在工业中获得广泛应用。但是通用变频器不能直接用于需要快速起、制动和频繁正、反转的调速系统,如高速电梯、矿用提升机、轧钢机、大型龙门刨床、卷绕机构张力系统及机床主轴驱动系统等。因为这种系统要求电机四象限运行,当电机减速、制动或者带位能性负载重物下放时,电机处于再生发电状态。由于二极管可控硅整流器能量传输不可逆,产生的再生电能传输到直流侧滤波电容上,产生泵升电压。而以GTR、IGBT为代表的全控型器件耐压较低,过高的泵升电压有可能损坏开关器件、电解电容,甚至会破坏电机的绝缘,从而威胁系统安全工作,这就限制了通用变频器的应用范围。
2.1 将反馈到直流回路的能量以制动电阻的热能消耗掉的缺点
在这种情况下,要实现四象限运行只能通過外接制动单元和制动电阻来实现,也就是说将反馈到直流回路的能量以制动电阻的热能消耗掉。所以说,这种制动方式又称为能耗制动。该方法虽然简单,但有如下严重缺点:
1)浪费能量,降低了系统的效率;
2)电阻发热严重,影响系统的其他部分正常工作。
简单的能耗制动有时不能及时抑制快速制动产生的泵升电压,限制了制动性能的提高(制动力矩大,调速范围宽,动态性能好)。正是由于能量反馈在实现上的难度系数大,很多用户甚至将此不作为节能看待,这是一个危险的信号。
2.2 能量回馈系统的特点
能量反馈系统在实际运行中主要有二种方式:单独的能量反馈装置和能量回馈技术的新发展——双PWM控制技术。
所谓能量反馈装置,就是把有源逆变单元从变频器中分离出来,直接作为变频器的一个外围装置,可并联到变频器的直流侧,将再生能量回馈到电网中。能量回馈单元的作用,就是取代原有的能耗电阻式制动单元,消除发热源,改善现场电气环境,可减少高温对控制系统等部件的不良影响,延长了生产设备的使用寿命。同时由于能量回馈单元,能有效的将变频器电容中储存的电能回馈20%～40%左右。
3 能量反馈单元具有如下特点
1)降低运行成本,包括减少电能损耗、提高功率因数、改善电网运行质量等;
2)提高制动能力,如果以传统的标准制动电阻器与变频器的组合,制动力矩大约为120%额定力矩/10s,10%ED;而VS-656RC5与变频器的组合,制动转矩则提高到150%额定转矩/30s或者100%额定转矩/1min(25%ED)或者80%额定转矩/连续再生。送给交流电网,供周边其他用电设备使用,则可节约生产用电,一般节电率可达20%。
4 双PWM控制技术
双PWM控制技术的工作原理:当电机处于拖动状态时,能量由交流电网经整流器中间滤波电容充电,逆变器在PWM控制下降能量传送到电机;当电机处于减速运行状态时,由于负载惯性作用进入发电状态,其再生能量经逆变器中开关元件和续流二极管向中间滤波电容充电,使中间直流电压升高,此时整流器中开关元件在PWM控制下降能量馈如到交流电网,完成能量的双向流动。同时由于PWM整流器闭环控制作用,使电网电流与电压同频同相位,提高了系统的功率因数,消除了网侧谐波污染。双PWM控制技术打破了过去变频器的统一结构,采用PWM整流器和PWM逆变器提高了系统功率因数,并且实现了电机的四象限运行,这给变频器技术增添了新的生机,形成了高质量能量回馈技术的最新发展动态。无论是能量反馈单元和双PWM控制方式都能将能量反馈会电网,形成节能降耗、清洁生产的良好局面,其在变频器节能领域的占有率将从目前不到3%快速上升到15%。
5 变频器的工艺调速市场分析
目前,中国的设备控制水平与发达国家相比还比较低,制造工艺和效率都不高。但随着中国加入WTO,产品质量和生产效率都需要面临国际竞争,因此提高设备控制水平至关重要。由于变频调速具有调速范围广、调速精度高、动态响应好等优点,在许多需要精确速度控制的应用中,变频器正在发挥着提升工艺质量和生产效率的显著作用,其市场容量占到整个变频器市场容量的1/3左右。应用变频器可以提高工艺要求、提升产品质量,同时减轻了人工的劳动强度、提高了生产效率,可以说,变频器在纺织、食品、饮料、包装、造纸、机床、电梯等行业的应用前景和发展潜力都不可小觑。比如应用在传送带上的变频工艺控制系统,它采用一台变频器驱动生产线上的多台传送带电机,根据所生产的产品,通过调整传送带的速度来提高生产率。在传送带上应用变频工艺控制系统具有以下3个优点:
1)提高生产率,通过设定变频器的频率,可控制传送带生产线的速度,从而达到了提高生产率达目的;
2)可利用现有设备,可利用现有传送带上的齿轮马达和现有的传送带进行改动;
3)可用一台变频器来控制多数电动机的驱动,这些电动机均并接到一台变频器上,通过变频器的频率设定可以保证多台电动机的同步运行。
6 结束语
众所周知,采用变频调速技术是工业企业中节能降耗、保证工艺的重要途径,在实际应用中取得的效果和效益有目共睹,以上试图从市场的角度剖析变频器的容量、占有率和主要的应用领域,与广大读者一同探讨变频器的发展。
参考文献
[1]木合亚提·伊克山.变频器闭环控制实验系统.实验技术与管理,2010,(03):65-67.
[2]李冠男.多层电梯控制系统电路的设计.中国新技术新产品,2010,(10):140.
[3]许志荣,朱俊,邓志辉.基于SINUMERIK802C的经济型机床电气元件的分析.常州信息职业技术学院学报,2010,(02):26-29.
作者简介
下混频器 篇5
随着卫星业务的推广应用, 从上世纪80年代开始, 国外卫星频段已经向频率资源更丰富的Ka频段迈进。在不同的应用领域, 该频段具有信息容量大、传输质量高和终端站设备体积小等优势, 可以为千兆比特级宽带数字传输、高清晰电视、卫星新闻采集、VSAT业务及个人卫星数据传输等新业务提供一种崭新的手段。与此同时, 该频段还具有波束窄、抗干扰能力强和安全保密性好的特点, 可以提供强有力的指挥控制能力, 通过及时、准确的信息传输, 执行从后勤保障到目标探测、攻击等各种任务, 可为不同的业务需求提供支援保证。
宽带Ka频段下变频器是卫星地面站接收系统中的一个重要组成部分, 其作用是将Ka频段 (19.2～21.2 GHz) 下行信号变换为中频信号并提供一定的变频增益, 中频输出采用L频段 (950～1 450 MHz) 接口, 可方便地与当前在用的调制解调器连接, 提高了设备的通用化程度。
1下变频器设计
1.1二次变频的中频设计
在射频下变频器设计中通常采用超外差体制, 其优点是可以在较低中频上实现相对带宽较窄、矩形系数较高的中频滤波器, 有效滤除杂散干扰成分, 同时第一混频器的本振源采用频率合成技术增加了变频器的信道选择性。当射频频率升高至毫米波频段时, 通过二次变频处理既可实现接收信道的灵活配置, 又可获得较好的镜频抑制比。
宽带Ka频段下变频器采用二次变频技术, 本振源均采用低本振, 变频过程无频谱倒置。变频器的二次变频是通过混频器实现频率转换的, 由于混频器是一个非线性器件, 混频过程中射频频率和中频频率通过与本振的加减运算实现频率变换, 在此过程中由于非线性作用除有效信号外, 还将产生许多交调产物, 如组合频率、本振谐波、镜频干扰和邻道干扰等。为防止这些频率成分形成干扰, 实现如期的接收功能, 最优的方法是保证组合频率产物不落入中频范围内, 根据混频理论可知, 当采用低本振的变频方案时, 混频产生的组合频率成分fmn为:
式中, fL为第一本振频率,
混频产物不落入中频带内的条件为:
1.2杂散分析
当第一中频滤波器带宽选择为500 MHz时, 按上述条件计算如果所有混频产物均不落入中频带内, 则第一中频将无法实现。考虑到实际工程应用, 在兼顾本振可实现性的前提下, 在此选择中频中心频率为8 350 MHz, 由式 (1) 和式 (2) 可计算出组合干扰结果如表1所示。
按照接收信道电平的动态变化范围, 在下变频器最大入口电平为-30 dBm的条件下, 根据第一混频器的混频特性, 当该混频器射频输入电平不大于-15 dBm时, 其5阶混频干扰产物最大输出电平为-82 dBm, 如果选择变频器第一混频前链路增益为15 dB, 变频总增益设计为30 dB时, 则第一混频之后仍有15 dB增益, 此时第一混频引入的最大带内输出干扰电平为-67 dBm。
变频器第二次混频采用点频本振源, 当中频中心频率为8 350 MHz时, 则二本振频率为7 150 MHz, 此时混频产物如图1所示。
由图1可见, 落入带内的干扰产物为9次和11次组合干扰, 设计一、二混频器之间增益为10 dB, 则二混频器入口电平最大为-5 dBm, 当第二混频器采用HMC412时, 根据混频器自身特性其高阶 (m+n>7) 产物电平值均低于-85 dBm, 由于该混频器变频损耗为8 dB, 依据前述电平分配设计结果可知二混频后链路增益应为13 dB, 则第二次混频引入的最大带内输出干扰电平为-72 dBm。
2下变频器实现
2.1变频链路实现方案
宽带Ka频段下变频器采用二次变频技术, 变频器方案组成如图2所示。
Ka频段 (19.2～21.2 GHz) 下行信号首先经过一个隔离器, 以改善下变频器输入端口的回波特性, 便于和外接设备实现阻抗匹配, 减小信号的反射损耗;之后信号经过滤波、放大、再滤波进入第一混频器, 二级滤波器均采用相同的微带平行耦合线带通滤波器, 对镜频干扰和带外杂散进行抑制, 经组合滤波后镜像抑制比大于85 dB;放大器采用低噪声MMIC裸芯片电路HMC517实现, 该器件在2 GHz工作频带内幅频特性优于1.0 dB, 增益为19 dB, 电路制作采用键合工艺, 安装盒体内部宽度 (A) 满足A<λH/2以防在盒内产生波导型传播, 导致幅频特性恶化甚至产生自激, λH为工作频率高端频率的波长。
输入频率经一次混频后变换为X频段信号, 该信号经滤波、放大和衰减匹配后进入第二混频器, 该段链路采用2只NBB-300放大器级联放大, 链路增益为10 dB, 滤波器采用微带带通滤波器, 用于滤除第一次混频后的带外组合干扰频率和一本振泄露, 一本振采用频率合成技术, 频率步进为10 MHz;第二次混频采用点频本振源实现信号频谱的二次搬移, 该段链路增益为5 dB, 放大器选用gali-4F, 在输出端采用π型电阻衰减器降低端口的反射损耗。
图2中Ka频段滤波器采用陶瓷微带滤波器, 单只插损为2.5 dB, 隔离器损耗为0.5 dB, 第一混频器变频损耗为9.0 dB, 则根据有关理论可计算出变频器的噪声系数为7.9 dB。
2.2本振源实现方案
变频器第一本振源采用双环频率合成技术, 主环输出频率为11.1～12.6 GHz, 附环输出频率为10 GHz, 其组成如图3所示。
图3中, 附环采用50 MHz鉴相频率, 锁相环电路为AD4106, 其噪声基底可达-219 dBc/Hz, VCO为陶瓷介质振荡器 (CRO) , 环路分频比N2=50, 经过ADI simPLL软件仿真, 当环路带宽取值为4.5 kHz时, 附环输出噪声在偏离载频10 kHz时为-108 dBc/Hz, 经过四倍频后在10 GHz输出频率上相噪为-96 dBc/Hz。
附环输出信号直接与主环VCO输出频率混频, 输出1.1～2.6 GHz的差频信号经程序分频器N1后进入鉴相器与10 MHz参考信号鉴相, 主环分频比N1=111～260。由锁相环理论可知, 当环路带宽取值250 kHz时, 环路内偏离载频10 kHz的噪声将主要由附环噪声和N1确定, 在环路其他条件不变的前提下, 由于N1变换范围高低端相差2.4倍, 这将使得主环最终输出噪声高低端相差达7.6 dB, 为抵消这一影响, 在环路参数设计时根据实际工作频率通过分段设置鉴相器电荷泵电流ID, 从而保证了高低端噪声的基本一致。
变频器第二本振源采用单环频率合成技术, 锁相环路采用与一本振附环完全相同的电路, CRO输出频率为3 575 MHz, 鉴相频率为25 MHz, CRO输出二次倍频输出7 150 MHz的二本振频率, 倍频器采用有源倍频器HMC575。
2.3测试结果
宽带Ka频段下变频器采用二次变频与频率合成技术, 通过合理的频率配置和电平分配, 达到了预期目标, 经整机测试, 基本指标如下:
输入频率:19.2～21.2GHz;
输出频率:950～1 450 MHz;
变频方式:二次变频, 无频谱倒置;
噪声系数:≤10 dB;
变频增益:30 dB±2 dB;
镜频抑制:≥85 dB;
输出杂散:≤-65 dBm;
相位噪声:100 Hz:≤-65 dBc/Hz;
1 kHz:≤-80 dBc/Hz;
10 kHz:≤-85 dBc/Hz;
100 kHz:≤-95 dBc/Hz;
输入驻波:≤1.35∶1;
输出驻波:≤1.5∶1。
3结束语
宽带Ka频段下变频器采用通用的标准结构设计, 外形尺寸为482.6 mm×480 mm×44 mm, 内部电路采用了模块化设计技术, 方便调试、故障判断及维修。整机设计共分为监控、电源、一本振、变频链路 (含二本振) 和参考晶振5个功能模块, 设备操作使用采用了液晶显示和按键互动的方式, 具有良好的人机界面, 可广泛适用于Ka频段卫星地面站建设。
参考文献
[1]吴世杰.二次变频通信系统中的频率配置设计[J].无旋电通信技术, 1999, 25 (6) :7-10.
[2]杨远望.X～Ku波段宽覆盖捷变频频率合成器研制[J].电子科技大学学报, 2007, 36 (4) :709-712.
下混频器 篇6
随着地球资源正在急速匮乏, 人们逐渐重视能源的节约, 在这些能源中, 电能是人们必须的能源之一。在我国, 电能的消耗很多并不是人们用掉的, 据不完全统计, 有一半以上的电能都是被电动机所消耗的, 而在电动机当中, 消耗电能最大的基本上都是异步电机。因此, 对异步电机的合理运用是我国目前管理电能当中重要的部分。在现今的技术中, 对于异步电机的节能主要是运用变频驱动器, 通过调节电机的转速来适应不同的情况, 以此来达到节约能源的目的。变频调速是一项效益较高的交流传动技术, 目前已经被广泛地应用于工业、农业等多个领域。了解变频器的使用, 有利于改善变频调速系统的设定, 还可以进一步地研究异步电机, 具有现实的指导意义。
2 变频调速异步电机的发展以及现状
异步电机的广泛运用主要是因其结构简单、价格便宜、坚固耐用等特点, 但是因为异步电机只有一个供电回路, 所以速度控制方面非常难, 在最初出现时并不实用。在20世纪20年代, 人们发现变频调速可以很好地解决异步电机的速度控制问题, 它可以在较为广泛的范围内进行无极调速, 而且还可以获得较好的运行性能。但是它也存在一定的弊端, 当时受电力电子器件的限制, 没有办法获得一个理想的变频电源。直到20世纪50年代, 半导体以及集成电路的发明与发展, 使得变频异步电机实现了速度控制, 而且变频器的发展也给异步电机的设计与分析带来了新的活力。
3 传统异步电机的设计方法
3.1 异步电机设计方法的特点及其局限性
在传统的异步电机的设计中, 除了要考虑电机的额定功率、功率因数、启动转矩等运行性能以外, 还要关注的一点就是电机的价格。但是我们在进行变频调速异步电机设计时, 要考虑整个变频调速系统的运行能力, 电机要与实际的系统匹配才可以, 也就是说我们在考虑变频调速时, 除了考虑电机的效率、最大的转矩等性能参数以外, 同时还要顾及异步电机的实时动态特征, 所以传统的异步电机在这一点是行不通的。传统的异步电机有一定的局限性, 主要表现为:
其一, 在设计开始时仅仅可以确定电机的定子内径, 而电机的定子外径要在槽尺寸设计完以后才可以确定, 我们知道当处于一个应用场合时, 电机的外形尺寸是要受到严格控制的, 如果在设计之初没有确定外径的尺寸, 将会给以后的设计带来诸多不便。
其二, 在传统的异步电机设计之初, 没有及时地考虑电机在非额定点时的运行能力, 就会有可能造成变频调速系统不能够很好地进行配合。
其三, 我们在设计变频调速异步电机时, 运用了大量的经验参数, 运用参数做参考是可以的, 但是不要全部都运用到设计中, 因为这些参考数据基本都是根据传统异步电机的设计逐渐总结出来的, 并不完全适合于变频调速异步电机的设计。
3.2 变频调速异步电机转子槽的设计
转子槽是一个可以承接电机电能量转换的载体, 它在电磁能量转换以及电磁能量的传递中起着非常重要的作用。转子电阻的设计对电机的效率影响是很大的, 所以转子槽的设计在整个异步电机设计中占据着重要的地位。在变频调速异步电机设计中, 我们可以将转子深槽等槽型设计去除, 变频调速异步电机转子槽形的设计也得到了放宽。目前变频调速异步电机的转子槽型一般采用圆底槽、闭口槽。
3.3 变频调速异步电机的绝缘设计
变频调速系统中, 异步电机的输入电压和电流是以非正弦的形式在进行着供电作业, 异步电机与调速装置之间的电缆连接线较长, 最终的结果就是电机受到两倍左右的脉冲前沿电压的冲击。而这种情况瞬间就会将相邻的两根导线之间的电压升高, 这时就容易出现电机放电的现象。所以电机的绝缘其实就是对导线的绝缘, 因此, 我们在选择导线时, 要时刻关注导线的抗高温性以及抗软化击穿能力。
3.4 变频调速异步电机的设计方法特点
异步电机的设计中包含了较多的电机基本信息, 而且在公式中还有电机电磁负荷的设定, 这样设定不仅可以消除传统设计中只是依靠试验数据的问题, 还可以使电机电磁负荷的设定与电机的实际运行之间建立良好的关系, 从而促进二者之间的配合。还有一点也是运用企业所关注的, 就是异步电机的价格要远远小于变频器的价格, 所以这也在一定程度上减轻了企业的经济负担, 而且也说明了变频调速异步电机的造价已不再是重点。
目前, 变频调速异步电机在设计以及运用中涉及的最主要的问题就是谐波问题, 如果遇到含有较高谐波的电源时, 电机的正常运行就会受到影响。所以, 我们在对电机进行设计时一定要考虑到这一方面的问题, 谐波的频率变化会给电机带来一定的影响, 因为谐波的频率会改变电抗参数。一旦电抗参数发生改变, 就会使转子绕组的集肤效应增大转子的电阻, 就要在电机的等效电路中重新计算转子的参数, 这些数据都是息息相关的, 而在进行电机的性能分析时, 要运用谐波的等效模型来计算电机中的电流与电压的改变情况。
4 结语
本研究主要介绍了传统异步电机的设计, 并分析了异步电机设计的特点以及存在的局限性, 分析了变频调速异步电机的设计特点, 在分析优化电机设计的同时也要对系统设计方面进行优化, 并根据这一系统的整体运行特点, 逐渐放宽了电机的设计条件。
参考文献
[1]中国电机系统节能项目组.中国电机系统能源效率与市场潜力分析[M].北京:机械工业出版社, 2001.
[2]曾岳南.变频器对电机性能的影响及其对策[J].电气传动自动化, 2000, 22 (5) :9-12.
下混频器 篇7
本文基于Altera公司的Stratix II EP2S60F672C4设计的VB-DDC,结合传统数字下变频结构与多相滤波结构的优点,实现了对输入中频信号的高效高速处理,同时可以在较大范围内对信号处理带宽进行灵活配置。当A/D输出中频信号采样率为100 MS/s时,本文设计的这种VB-DDC信号处理带宽可在40 MHz~8 k Hz的范围内灵活配置,输出基带信号数据率可在50 MS/s~112 k S/s的范围内变化。
1 系统结构
本文设计的VB-DDC用于如图1所示的宽带数字接收机中频处理系统中,该系统硬件主要由1片FPGA(Altera公司Stratix II系列的EP2S60F672C4)、AD公司的宽带A/D转换器AD6645(14 Bit,最高采样率达105 MS/s)[2],以及TI公司的达芬奇系列数字信号处理器TMS320DM-6437组成。
系统数据流程如图1所示,A/D采样的中频模拟信号输出至FPGA,FPGA中的VB-DDC将中频信号下变频至基带,再通过Mc BSP接口将基带信号传给DSP进行解调、功率谱估计等数字信号处理,最后DSP再将结果通过以太网送至上位机PC进行显示。同时,VB-DDC可通过Mc BSP接口接收上位机PC传来的配置参数,实现DD动态配置。
本文主要讨论该系统中的FPGA部分,其内部各模块框图如图2所示。
2 窄带滤波器组模块
窄带滤波器组模块基于传统数字下变频结构,其内部框图如图3所示。为了实现滤波器组处理带宽可变,HB及FIR滤波器的滤波器系数均可变,并且CIC滤波器的抽取因子可以在2~32范围内灵活选择,FIR滤波器输出后也可选择直接输出至下级或者2倍抽取后输出至下级。这样窄带滤波器组总的抽取因子可在4~128范围内变化,即可根据信号处理带宽使输出数据率在25 MS/s~0.781 25 MS/s之间灵活改变,实现窄带VB-DDC的功能。
3 多相滤波结构的宽带滤波器
在本设计中,当信号带宽大于1 MHz时,由宽带滤波器处理。AD采样率100 MS/s时,设计宽带滤波器:通带0.5 MHz,阻带起始频率1.8 MHz,通带波纹0.1 d B,阻带抑制比为84 d B,调用MATLAB中函数firpm设计滤波器,计算所需的滤波器阶数为266。
为了实现266阶的FIR滤波器,采用基于多相滤波的乘法器时分复用结构。多相因子取38,抽取因子取7。
数据排序分组原理如图4所示,其中FIFO1~FIFO38的38个独立的存储器用38个深度为7、位宽为18的FIFO实现。FIFO的个数由多相因子决定,为了实现处理带宽可变,输出信号数据率可变,抽取因子可在1~7之间选择,FIFO的深度由抽取因子决定,可在1~7之间配置。由L1~L38输出的数据应乘以对应的滤波器系数,然后将这38个乘积累加,则可得到多相滤波的输出,如图5所示。
MATLAB产生266阶原型低通滤波器系数,通过参数配置模块在DDC开始工作前存入RAM中,在参数配置模块中有专门的RAM写操作控制逻辑。由于抽取因子可在1~7之间灵活配置,则滤波器总的阶数可在138~738,即38~266之间变化,所以RAM中预存的滤波器系数应根据滤波器实际阶数灵活配置,多余的RAM存储空间置零。
4 时钟重配置模块
由于FPGA中的多个模块分别工作在不同的时钟频率,当DDC处理带宽变化时,系统输出数据率便发生变化,因而各模块的输入时钟频率也要发生变化。为了实现各模块输入时钟的动态配置,本设计使用了Altera的IP核PLL的重配置功能(PLL Reconfiguration),并且使用了Altera提供的专门用于PLL重配置的IP核(ALTPLL_RECONFIG)[3],这样大大降低了整个系统时钟设计的难度,提高了DDC的灵活性。
5 系统总体调试
将以上各个模块按照图2所示的关系组合在一起,构成FPGA顶层文件。本设计充分利用了EP2S60F672C4上丰富的乘法器资源,使设计的VB-DDC性能达到了最佳。
在Signal Tap II中对整个VB-DDC系统进行调试的波形如图6所示。调试时,先在Altera提供的IP核ROM中存入MATLAB仿真产生的14 bit LFM信号数据,信号带宽80 k Hz,中频为32.4 MHz,以此模拟AD6645采样得到的数字中频信号。
将VB-DDC配置成8 k Hz带宽的基于多相滤波的266阶滤波器并级联在64阶FIR滤波器之后,将多相滤波器硬件调试输出I_out_F、Q_out_F导入MATLAB进行频域分析如图7所示,其与图8的MATLAB理论仿真结果对比,可得设计满足要求。
将采样率100 MHz、带宽40 MHz的八音信号输入VB-DDC系统。VB-DDC配置成宽带多相滤波器滤波,将硬件调试输出I_out_F、Q_out_F导入MATLAB进行频域分析如图9所示,其与图10的MATLAB理论仿真结果对比,可得设计满足要求。
本文基于FPGA芯片Stratix II EP2S60F672C4设计了一个适用于宽带数字接收机的VB-DDC。该VB-DDC可根据处理信号带宽要求,灵活选择下变频器结构为传统结构的窄带DDC或者基于多相滤波结构的宽带DDC,也可以联合使用两种结构。表1列出了本设计VB-DDC与Intersil公司、ADI公司的两种单通道DDC芯片产品的主要技术参数,其中HSP50214B为目前各种单通道DDC产品中功能最强的型号。本设计的VB-DDC在最大数据输入率和最大处理带宽这两项最重要的性能指标上占有很大优势。本设计的VB-DDC已经应用于宽带数字接收机系统。
参考文献
[1]Intersil.HSP50214B Data Sheet.2000,5.
[2]ANALOG DEVICES.AD6645 Data Sheet.2006.
[3]San Jose.Phase-locked loops reconfiguration(ALTPLL_RECONFIG)megafunction user guide.Altera Corporation,2008,7.
下混频器 篇8
关键词：变频恒压,PLC,硬件系统,软件设计
一、系统总体方案设计
所谓恒压供水是能够自动保持水管内水压不变的供水过程。保持水压恒定即保持水管中水的流量恒定, 根据流体力学的原理, 水泵的流量与转速成正比, 而电动机轴上消耗的功率与转速的平方成正比。因此变频恒压供水基本原理是通过安装在系统中的压力检测装置将系统压力信号与设定值进行比较, 再通过控制器调节变频器输出, 无级调节水泵机组的转速和调节水泵的数量, 使系统水压在水流量变化时, 稳定在一定的范围内。
1. 系统的技术要求
技术要求一共包括五点:供水压力正常设定值为O.5Mpa, 供水压力范围为0.1Mpa~O.6Mpa, 压力允许波动范围为士1%;采用四台水泵供水, 并能够实现自动、手动控制;系统运行安全可靠, 具有短路、过载、欠电压、掉电保护、硬件自锁、互锁、故障报警等保护功能;系统能够避免用水高峰时, 水压波动造成频繁起车、停车现象;系统具有数据通信、采集、监控、管理、实时显示等功能。
2. 控制系统组成及控制过程
根据系统的技术要求, 本系统采用目前较为先进的交流变频调速恒压供水的控制方案。系统由PLC、变频器、水箱、供水机组、供水管网和各种传感器、仪表组成。通过压力表检测出当前管网的压力值, 并把它传送给PLC, PLC通过检测值与设定值比较后, 经过PID调节, 把控制量送给变频器来控制水泵机组。第一台水泵变频起动运行, 当水压不足时, 将第一台水泵切入工频运行, 再投入第二台变频泵, 依此类推, 直到第四台水泵起动;停泵时先停第一台工频泵, 最后停变频泵, 即遵循先开先停的原则。变频器通过对水泵机组投入运行水泵的数量和水泵转速的调节, 达到控制管网压力的目的。
二、硬件系统设计
1. 主机的选择与设计
首选是主机的选择。变频恒压供水系统技术要求能够实现数据的通信、采集、监控、管理和实时显示等功能, 因此本系统采用主一从结构, 即上下两级计算机控制。上位计算机采用PC, 通过串行口对下位机进行控制管理, 利用操作简便、可视性好、功能强大的组态软件系统, 配合Windows软件平台, 形成功能强大的控制管理系统。可编程序控制器 (PLC) 具有编程简单, 使用方便, 功能强大, 性能价格比高, 可靠性、抗干扰能力强等诸多优点, 因此, 已经广泛应用在工业生产、生活等各领域。由于PLC产品的系统化和模块化, 用户可灵活组成各种规模和要求不同的控制系统。在硬件设计上只需要确定PLC的硬件配置和I/O的外部接线, 当控制要求发生改变时, 可以灵活地改变存储器中的控制程序, 现场调试方便。因此采用PLC作为下位机, 实现水泵机组的变频控制以及温度、压力、流量、液位等过程量的控制和监视。
其次, 主机PLC的设计。I/O模块点数估算。PLC系统所要求的I/O点数与接人的输入/输出设备类型有关。实际选择时一般还需留有10%~15%的余量。根据控制要求, 估算出本系统有20个开关量输入/输出点, 另外有电压、电流、功率、压力、液位、温度、流量等10个模拟量输入/输出点。存储器容量的估算。PLC的程序存储器容量通常以字节为单位。本系统, 开关量输人所需内存字数10×10=100b;开关量输出所需内存字数12×8—96b。模拟量输入/输出所需内存字数10×255=2550b。定时器/计数器系统所需内存字数=5×2—10b.经过以上计算可知系统存储器容量共需2756b, 考虑程序存储空间和备用存储空间, 初步估计系统共需5Kb。主机型号选择和模块扩展。根据系统I/O模块点数和存储器容量的估算系统采用西门子S7—200系列的PLC, 主机为CPU224模块, I/O点数和存储器容量完全符合要求。
2. 变频器的选择
变频器是对水泵进行转速控制的单元, 跟踪PID控制器送来的控制信号改变调速泵的运行频率, 完成对调速泵的转速控制。本系统的变频器采用循环工作方式, 当变频器拖动的调速泵运行在工频状态, 其供水量仍达不到用水要求时, 系统先将变频器从该水泵中切除, 并将该泵切换为工频, 同时用变频器去拖动另一台水泵电机运行。根据系统控制要求, 变频器选择西门子MM440矢量型变频器。
三、软件系统设计
1. 控制器控制算法的选取
变频调速恒压供水系统是一个具有时变、小非线性、滞后时间短、模型不稳定的控制对象。系统以供水出口管网水的压力为被控量, 实现出口管网的实际压力与设定的供水压力相一致。设定的供水压力可以是一个常数, 也可以是一个时间分段函数, 在每一个时间段是一个常数。供水管网从初始压力开始启动水泵运行至管网压力达到要求时, 需经历两个过程:一是水泵将水送到管网, 此阶段管网压力基本保持初始压力, 是一个纯滞后过程;二是水泵将水充满整个管网, 压力随之逐渐增加直到稳定, 是一个大时间常数的惯性过程。系统其它控制和检测环节的时间常数和滞后时间可以忽略不计, 均可等效为比例环节。因此, 包含管网、水箱、水泵机组的被控对象的数学模型可以近似成一个纯滞后的一阶惯性环节。常规PID控制器完全可以满足控制要求, 而且PLC的CPU模块内部嵌有PID指令系统, 用户不用自行开发PID控制程序, 实现简单方便。因此, 恒压供水控制系统采用P1D控制。变频恒压供水的PLC控制力与实际压力比较, 得到的压力差经过PID控制器的计算与转换, 得到变频器输出频率的变化值, 调节水泵机组的运行方式和运行速度, 实现实际供水压力与设定压力相等。
2. 控制周期的选择和PID参数自整定
根据系统控制品质的要求, 希望控制周期取得小些, 控制效果较好, 但系统采用的电动调节阀响应速度慢, 时间过短, 执行机构来不及响应, 达不到控制的目的;从系统的时间常数来看, 时间可以在周期的十分之一和十分之二之间, 从经验控制周期来看, 压力的经验值为3~8s。综合上述因素, 系统的定时采样周期为200ms, 定时时间到就采样一次, 存储相应的数值, 然后调滤波子程序进行算术平均值滤波, 滤波周期和控制周期均为6.4s。可编程序控制器S7—200 PLC具有PID参数自整定功能, 可以方便地实现PID的参数自整定。
参考文献
[1]周雄, 王浩.论变频控制节能技术及应用[J].贵州科学, 2007, 25 (增BJ) :334～338
变频器故障诊断分析研究 篇9
【关键词】变频器；故障；诊断
近年来，变频器由于效率高、体积小、能耗少等诸多优点在电梯扶梯、纺织机械、电力机车等工业调速及动力传动控制系统中得到了广泛的应用。但其和大部分电子设备一样会因为意外发生或非正常操作而产生各种故障，从而导致控制系统停运带来不可估量的各类损失，因此，随着变频器不断普及，快速准确地诊断出变频器故障成为了一个迫切解决的问题。
根据笔者的归纳总结，变频器在应用过程经常会出现的故障有：输入缺相、输出过流、直流母线过压欠压、速度传感器故障（SSF），IGBT开路故障（IGBT-OCF）、整流桥烧毁、母线电容损坏等。可将这些故障分为三个类别，各个类别有针对性的采用差异性的故障诊断方法。
1.变频器一类故障诊断
一类为无损故障，即通过故障诊断并采取处理措施后不会对变频器造成损坏，如输入缺相、输出过流、直流母線过压欠压等，这类故障一般可通过硬件电路加以诊断。
以输入缺相故障为例，最简单的诊断方法是通过硬件电路来诊断，将三相交流电压通过电阻分压后整流可得到一个较小的电压值，通过检测此电压值的大小来判断变频器是否发生输入缺相故障。当然还可以通过软件对输入缺相进行检测，只要检测Udc的交流成分周期就可判断是否缺相。
另外，通过硬件电路同样可实现变频器直流母线电压的过压欠压保护。母线电压过压一般在发电状态或在制动状态时容易发生，而欠压是在电网电压跌落，或者突然停电情况下发生，无论过压还是欠压都是将变频器能正常工作的母线电压给定值与实测的母线电压进行比较来实现诊断。
2.变频器二类故障诊断
第二类故障对变频器可能造成损害，但通过故障诊断加以处理后可使变频器继续运行，主要包括变频器速度传感器故障及逆变器开关器件开路故障两个方面。变频器SSF的发生可能会导致闭环系统的意外开环而发生系统飞车，损坏变频器及其他设备，甚至是造成人员伤亡。而变频器IGBT-OCF也是破坏性较大的故障，会导致突然停机，甚至长时间停机，造成不可估量的经济损失。因此，需要深入分析第二类故障诊断方法，这也将是本文的研究重点。
2.1 速度传感器故障诊断
速度传感器故障可采用硬件法和软件法两种进行诊断。硬件法又分为直接硬件检测法和基于脉冲分析的故障诊断法。硬件法检测速度快，但会增加系统成本，更致命的是只能检测电压输出类型的速度传感器。
直接硬件检测法需要速度传感器内部电路的支撑，根据断线前后信号接入点的电位来诊断SSF，输出端子输出低电平可以诊断出SSF，若为高电平则表示速度传感器没有发生SSF故障。
除了直接用硬件电路检测速度传感器故障外还可以通过文献[1]所提出的脉冲信号检测速度传感器故障。
软件法诊断速度传感器的故障有基于神经网络的方法，也有基于小波变换的方法，还有基于状态观测器的方法。神经网络和小波变换复杂，计算量大，在实际应用中并不合适。因此，有必要继续研究变频器速度传感器故障诊断方法。
2.2 变频器IGBT开路故障诊断
变频器中IGBT开路故障是一种出现频率较高的硬件故障，这种故障多发生于操作不当或意外过流，硬件没能及时保护变频器而导致，除此外IGBT开路故障还包括驱动开路故障。无论是发生那种类型的故障，只能停机维修或者更换变频器，严重影响设备的正常运行。
IGBT开路故障诊断也有硬件法和软件法之分，硬件法诊断速度快，能及时隔离故障。但硬件法需要测定逆变器特定点的电位，并结合PWM控制，来进行故障诊断。显然硬件法会增加系统成本，且由于逆变器死区时间的存在，使得用硬件诊断IGBT开路故障的方法可靠度降低，在死区调整后，又无法很好的配合故障诊断方法，因此这种方法的通用性较差。
软件诊断法且较易实现，目前有多种软件诊断IGBT开路故障的方法，其中三相电流平均值法最为简洁，其是基于计算电机电流平均值的诊断方法。利用三相电流平均值法诊断IGBT开路故障时，鉴于系统噪声的存在，必须设定一个合适的阈值才能较好的诊断IGBT开路故障。阈值的大小关系到故障诊断的灵敏度，其值如较大则不易判断出故障；如较小则该方法较灵敏，因此，需要合理取值。
3.变频器三类故障诊断
第三类故障为有损且不易控制的故障。此类故障不但对变频器造成重大硬件损坏，且在出现故障后不易修复，需要更换，如整流桥烧毁，母线电容损坏，控制电路和驱动电路内部短路，及开关器件短路等故障。此类故障的诊断时，首先应切断电源，作电阻特性参数测试，找出故障部位，加以更换。
4.结语
文章结合笔者多年的维修经验，对变频器故障进行了分类故障诊断分析，对变频器故障诊断的方法应用具有一定的参考价值。特别是一些软件诊断方法还处于实验和探索阶段，需要进一步加强研究。
参考文献
[1]丛培城.变频器故障诊断及相应控制策略研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2010.
[2]孙丰涛，张承惠.变频器故障诊断技术研究与分析[J].电机与控制学报，2005（5）.
下混频器 篇10
当前, 我国国内有很多家低压变频器生产厂家, 很大一部分是AC380V低压产品, 而专门生产高压变频器的厂家有30家左右。因为, 在技术生产方面, 没有进行技术专利保护, 因此, 很多厂家一般都会选择美国罗宾康技术, 具体而言就是串联多重化结构技术。随着社会不断发展, 随着技术研究水平不断提高, 我国生产的高压变频器相对于进口变频器技术可以达到并肩水平。但是在实际应用过程中, 还是存在工艺技术限制, 相对于进口产品差距还非常大, 这样的差距主要表现为几个方面。
第一, 国外各大品牌产品正逐渐打开我国国内市场, 使得市场本地化不断加强。第二, 一些具备研发能力以及产业化的厂家规模逐渐增强。第三, 当年我国的国产高压变频器功率逐渐做大, 当前我国所做的标准更高。第四, 当前我国高压变频器技术标准还没有达到标准需求, 技术水平还不够规范, 相对有高压变频器配套而言, 产业发展水平比较低。第五, 相对有我国国内高压变频器生产工艺而言, 能够满足变频器技术发展需求, 而且在市场中购买的价格比较低。在使用变频器阶段, 功率半导体关键器件我国还不能自行生产, 还需要进口。具体而言是完全进口, 这个进口方式在最近一段时间内还会持续下去。对于经济发展的国家来说, 技术水平在扩大, 我们在努力缩小, 很多具备自主产权的产品在我国国民经济中占据重要组成部分。
一些自主知识产权的产品正层出不穷, 这些产品在经济发展中具有推动作用, 能够满足生产需求。在一些已经研究出的变频器, 这些变频器具备的功能越来越强, 具备故障再恢复以及瞬时掉电在恢复功能。很多的厂家随着技术水平不断提升, 已经开发出第四象限运行的高压变频器。当下, 国外多家知名品牌生产变频器的生产商, 逐渐形成系列化产品, 其控制系统也开始逐渐实现矢量控制功能。这是当前工艺水平发展一大亮点。在一些发达国家, 只要有电机场合, 就会有广阔的市场。在其发展阶段, 发展情况为:第一, 技术开发起步比较早, 具备相当大的产业规模化, 这个规模化还在逐渐发展中。第二, 能够提供一些特大的功率变频器, 当前这些变频器瓦数非常高。变频调速产品在技术标准中, 标准发展已经成熟, 已经达到一定的技术水平需求。第三, 变频器相关的配套产业, 已经具备行业的初步发展规模。在一些能够自行生产的功率器件中, 生产量也逐渐增加。当前, 大量的变压器开始被广泛应用, 一些快速的产品开始层出不穷。新技术、新工艺的产品被大量生产而出, 并且被快速使用。
2 高压变频的未来的展望
交流变频调速技术中, 一般使用的是强弱电混合, 机电一体综合技术。在进行电能处理时, 需要获取最大的电能将其再进行转化, 这样的转化才开始逐渐实现整流、逆变。在进行信息处理时, 需要收集大量的信息, 传输信息以及变换信息。因此, 在使用过程中, 会区分为控制以及成功率两个部分。前者需要解决的是高压大电流相关技术, 后者需要解决的是硬件控制问题。这些问题在实际使用中, 需要得以明确解决, 进而进行高效控制, 这样才更好的解决相关技术问题。在未来高压变频调速技术发展中, 需要在这方面得以改进。第一, 我国高压变频器发展有着清晰的发展方向, 在努力朝小型化、大功率以及倾向化方向迈进。第二, 当前的高频变频器发展转向高压方向以及多种叠方向迈进。第三, 大量新型的半导体器件被充分使用, 被大量运用到高压变频器中。第四, 在高压变频器发展中, 开始使用大量的GBT、IGCT、SGCT技术。
一些已经不能符合需求的变频器逐渐退出市场。在无速传感器矢量控制中, 传输技术还有磁通控制技术, 在当前社会中得以顺利发展, 发展水平越来越成熟。技术被投入使用, 使得生产实现自动化和数字化。得到发展。相关的配套行业正向专业化、规模化方向迈进, 使得产业呈现快速发展态势。
3 结束语
进入21世纪, 高压变频器技术水平逐渐提高, 被使用的范围也逐渐扩大, 具备广阔的发展空间。随着社会不断发展, 电力电子技术发展水平得到提高, 加之计算机技术不断发展, 这些技术推动了电气传动技术快速发展, 使得技术革命得到更新。当前已经出现了技术革新, 交流调速取代直流调速, 而且计算机数字技术逐渐替代模拟控制技术, 使得技术发展呈现广阔空间。众所周知, 交流电机变频调速是当今社会最节约的电能。因此, 在今后使用中应该不断改变工艺流程, 应该不断提升工艺技术。保障其将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。
参考文献
[1]杨振宇, 赵剑锋.应用相差错时采样空间矢量调制的级联型高压变频器共模电压抑制[J].中国电机工程学报, 2008 (15) .
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[3]孙醒涛, 孙力.混合不对称多电平高压变频器输出共模电压及抑制方法[J].高电压技术, 2009 (05) .