Yaskawa Electric公司日前在一项全球性技术大赛中获胜,他们推出了世界上第一台采用矩阵变流器技术的电机调速控制系统。
近几年来,如何开发出真正可用的矩阵式变流器已成为全世界许多大学、学术研究机构和变速驱动器厂商为之困扰的一大难题。
该技术的优势主要包括:使谐波分量减至最少,无需附加电阻即可实现再生制动,制动过程中能量可自动回馈至电网,使用寿命更长。可支持四象限高效运行的矩阵变换器驱动系统,与目前广泛使用的变频器有着本质上的区别。
通常的驱动器都是先将输入的交流电转换成直流,然后再把直流转换为频率、电压幅值均可调节的交流电。
与此截然不同的是,Yaskawa的矩阵变换器驱动系统采用了一个半导体开关阵列(功率器件选用绝缘栅双极型晶体管IGBT),通过对触发时序的精确控制,直接产生频率、电压幅值均可调节的交流为三相交流电机供电。
与传统驱动器相比,这种运行方式可减少约8%的谐波分量,同时其功率因数几乎等于1,换句话说,在转换过程中几乎没有任何能量损耗。
由于去掉了驱动系统中的直流环节,制动过程中的能量回馈变得更容易实现,因此完全可以摒弃制动电阻,同时避免由此而产生的能量损耗、发热等问题。
此外,新型矩阵式驱动器还具有无须使用大电解电容的优点。众所周知,在大多数现代电力电子设备中,不可避免的电容老化问题已成为制约其使用寿命的主要因素,去除这些元件可有效地提高可靠性并延长使用寿命。
由于初期成本较高,Yaskawa新型矩阵式变流器驱动系统的价格估计将会比传统产品贵一些。
尽管如此,该产品对某些应用而言仍极具吸引力,如适合采用能量回馈制动方式的电梯、起重机、压力机,以及一些对电源谐波分量有严格要求的敏感场合(如医院、计算机中心)的设备安装。
新型矩阵式驱动器系列产品预计将于明年中期正式推出,首批型号包括功率级为5.5至22千瓦的三相400V版本。
Yaskawa计划将该系列产品的功率级延伸至75千瓦,并推出功率级为5.5至45千瓦的200V模块。
Yaskawa Electric是目前世界上最大的变速驱动器制造商,多年来,他们一直在电机及电机控制技术的发展和创新方面走在世界最前列。
该公司在50年代制造出了第一台直流伺服电机;60年代推出了基于小型机的CNC(计算机数字控制)系统;70年代推出了最早的矢量控制逆变器;80年代推出第一台PWM逆变器;90年代推出最早的无传感器矢量控制逆变器。