淺談數控切割機通用變頻器的應用：
　　
　　變頻調速技術涉及電子、電工、信息與控制等多個學科領域。采用變頻調速技術是節能降耗、改善控制性能、提高產品產量和質量的重要途徑，已在應用中取得了良好的應用效果和顯著的經濟效益。但是，在對調速節能的一片贊譽中，人們往往忽視了進一步挖掘變頻調速系統節能潛力和提高效率的問題。事實上，從變頻器內部研究和設計的方面看，應用或尋求哪一種控制策略可以使變頻驅動電機的損耗最小而效率最高？怎樣才能使生產機械儲存的能量及時高效地回饋到電網？
　　
　　這正是提高效率的兩個重要途徑。第一個環節是通過變頻調速技術及其優化控制技術實現"按需供能"，即在滿足生產機械速度、轉矩和動態響應要求的前提下，盡量減少變頻裝置的輸入能量;第二個環節是將由生產機械中儲存的動能或勢能轉換而來的電能及時地、高效地"回收"到電網，即通過有源逆變裝置將再生能量回饋到交流電網，一方面是節能降耗，另一方面是實現電動機的精密制動，提高電動機的動態性能。本文討論的就是變頻調速系統節能控制的第二個環節－變頻調速能量回饋控制技術。在能源資源日趨緊張的今天，這項研究無疑具有十分重要的現實意義。
　　
　　據了解，一臺數控切割機需用的變頻器數量有的可達4~5臺。這足以預見到數控切割機變頻器的市場潛力。目前我國數控切割機市場用的變頻器大部分是日系品牌，如三菱變頻器由于接近伺服器的功能，因此在數控切割機中的運用也較多；而臺達由于其功能接近三菱，但價錢廉價許多，性價比高，近年來市場份額也逐漸增加。
　　
　　目前，數控切割機用變頻器的發展趨勢表現為：一是高性能。目前基本上所有的變頻器都要求矢量掌握方式，并出現了少量不同層次的掌握結構及算法。值得注意的是無速度傳感器矢量掌握（SVC）正在近幾年開展較快，由于SVC可以要求低利息、高功用的處置計劃，曾經成為通用變頻器中的夢想規范和開展方向。二是易掌握性不斷提高。用戶對變頻器的需求逐步轉變為現場裝置，并在軟件上增設設置工具，以期通過用戶操作從而簡化調試進程。三是功能模塊化以及智能化需求逐步上升。
　　
　　通用變頻器能量回饋PWM控制系統是一種采用有源逆變方式把電動機減速制動時產生的再生能量回饋電網的裝置。它可以克服通用變頻器傳統制動電阻方式低效、難以滿足快速制動和頻繁正反轉的不足，使通用變頻器可在四象限運行。本文首先回顧了變頻調速能量回饋控制技術的發展歷史及現狀。設計了一種基于智能功率模塊IPM的新型控制系統，并詳細介紹了主電路、控制電路、驅動和保護電路的設計思路。最后指出了能量回饋技術的發展趨勢。
　　
　　通用變頻器在應用中存在的問題
　　
　　通用變頻器大都為電壓型交-直-交變頻器。三相交流電首先通過二極管不控整流橋得到脈動直流電，再經電解電容濾波穩壓，最后經無源逆變輸出電壓、頻率可調的交流電給電動機供電。這類變頻器功率因數高、效率高、精度高、調速范圍寬，所以在工業中獲得廣泛應用。但是通用變頻器不能直接用于需要快速起、制動和頻繁正、反轉的調速系統，如高速電梯、礦用提升機、軋鋼機、大型龍門刨床、卷繞機構張力系統及機床主軸驅動系統等。因為這種系統要求電機四象限運行，當電機減速、制動或者帶位能性負載重物下放時，電機處于再生發電狀態。由于二極管不控整流器能量傳輸不可逆，產生的再生電能傳輸到直流側濾波電容上，產生泵升電壓。而以GTR、IGBT為代表的全控型器件耐壓較低，過高的泵升電壓有可能損壞開關器件、電解電容，甚至會破壞電機的絕緣，從而威脅系統安全工作，這就限制了通用變頻器的應用范圍。
　　
　　國內外能量回饋技術研究現狀
　　
　　為了解決電動機處于再生發電狀態產生的再生能量，德國西門子公司已經推出了電機四象限運行的電壓型交-直-交變頻器，日本富士公司也成功研制了電源再生裝置，如RHR系列、FRENIC系列電源再生單元，它把有源逆變單元從變頻器中分離出來，直接作為變頻器的一個外圍裝置，可并聯到變頻器的直流側，將再生能量回饋到電網中。同時，已見到國外有四象限電壓型交－直－交變頻器及電網側脈沖整流器等的研制報道。
　　
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