简介:关于变频控制方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关变频控制论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
本刊记者 李剑锋
近几年,中国变频家电市场可谓突飞猛进.两年前,《电器》记者在采访变频家电上游及整机厂商时,听到最多的是对中国冷冷清清的变频市场的无奈；一年前,记者看到的是企业积极准备应对即将启动的变频家电市场,特别是变频空调市场,现在,记者发现,变频空调市场正前所未有的高速发展,我们看到大多数家用空调电视广告都在宣传变频空调,变频空调俨然成为变频家电的“排头兵”.
随着变频家电的发展,如今,变频控制领域从技术方案,到供应商,再到供货情况都出现了变化,本文通过采访变频控制提供商及家电整机厂商,希望从中找出这些变化.
市场：变频空调率先启动
自2010冷冻年度启动以来,美的已连续两次上调变频空调内销目标,从最初的200万台到300万台,最终锁定400万台；奥克斯也提出了2010年变频空调销售100万台的目标等今年“家电下乡”招标中,空调招标论文范文提高,变频空调首次被纳入全国家电下乡招标品类,可以享受由国家财政以直补方式按产品销售论文范文的1 3%给予补贴；6月1日新的定速空调能效标准正式实施,意味着变频空调市场的扩张速度将加快.
美国国际整流器公司(IR)中国应用中心高级经理李明表示,看好2010年中国变频市场,变频空调的市场销量预计将比2009年翻一番.此外,某业内人士认为,在海外某些国家已经初显规模的变频冰箱,在中国的市场潜力也非常大.
2009年,在变频空调市场的拉动下,变频控制器的需求不断加大.“找我们做变频方案的厂商越来越多,以前是大企业为主,现在中小企业也多起来.另外,企业想做的变频家电种类也多了不少,有的需要变频冷柜的方案,有的需要变频移动空调的方案.”上海新源变频电器股份有限公司营销技术部部长刘红兰说.
即使如此,在中国变频家电市场中,目前仍然只有变频空调一枝论文范文,其他变频家电市场仍未大规模启动.《电器》记者调查发现,主要原因是变频家电论文范文偏高,还不能为市场所接受,整机厂家的推广力度也不足.
以冰箱为例,虽然有海尔等企业的积极推广,但是多数冰箱企业并没有跟进.据记者了解,目前并不是技术原因制约变频冰箱的发展.国内已经具备变频冰箱压缩机生产能力,比如恩布拉科刚刚投产的EM3生产线,可生产获得过国际节能大奖的VCC变频压缩机.用于冰箱的变频控制器的国内配套供货也不成问题.
某业内人士认为,变频冰箱市场无法在中国大规模启动,原因在于冰箱制造企业的推动力不足.博西华（中国）家用电器有隈公司制冷产品总监贾滨认为,其中深层次原因是,目前定频冰箱不论节能还是保鲜水平上都做得不错,多数企业的定频冰箱已经可以做到中国的能效*水平,而变频冰箱论文范文较高,大多数消费者还不愿意接受.
《电器》记者了解到,受制于高论文范文,变频洗衣机销售也一直限于高端市场.奥普莱（青岛）电机技术有限公司有关人员介绍,目前变频电机的主要优势是噪声低,然而目前广泛使用的串激电机却有成本优势,而且电机厂已经着手解决串激电机的噪声问题.
据记者了解,与变频冰箱和洗衣机一样,其他变频家电的情况也是如此,市场规模短期内不会有太大变化.
上游：核心元件供应紧张
据《电器》记者了解,变频空调市场的迅猛增长,打破了变频控制器核心元件的供需平衡.变频控制器主要包括IC控制部分和电力转换部分.后者的核心为逆变部分,通常采用集成的IPM功率模块以提高可靠性.而IC控制部分则负责电机控制和整机系统控制两部分.目前变频控制器上的控制IC和功率模块都存在不同程度的供货紧张.
“今年,我们明显感觉到,变频控制中成本占比较大的功率模块的市场需求量急速上升,缺货情况凸显,供应商已经不能保证充足供货,家电厂商也开始抢购功率模块.不过,我们从三洋半导体等功率模块供应商得到的信息是,目前缺货并不严重,不至于影响到空调企业的正常生产.”刘红兰说.
目前,家电用功率模块的主要提供商均是外资品牌,如飞兆半导体公司、三菱半导体公司、三洋半导体公司等.《电器》记者采访的大多数业内人士认为,功率模块的供应紧张是暂时的,不久将得到缓解.
美的空调的一位技术负责人介绍了他们了解到的情况,为了缓解市场货源紧张,三菱半导体、三洋半导体等厂商已经加大了功率模块的产量,“今年下半年,有望解决缺货问题”.
志高空调的有关技术负责人说：“2009年某些大型功率模块厂商已经推出用于家电的产品系列,在接下来的一年里,相信会有更多的厂商提高功率模块产能.产能提高,平均生产成本降低,加上新技术的使用,功率模块论文范文应该会有进一步的下降,而供应量也会更加充足.另外,随着变频家电论文范文量的迅猛增长,全球各大功率器件企业也将纷纷推出新产品,加速竞争,从而促使功率模块朝着轻量化、高效率、低成本的方向发展.”
海信科龙的技术负责人则表示,在看到功率模块的市场前景后,今后几年,相信将有更多的国内厂商投产功率模块,由此功率模块的论文范文也将下降,供应量会逐渐充足.目前比亚迪公司已经涉足功率器件领域.
另一方面,近期变频控制器上的电机控制IC同样出现了供应紧张的情况.“在过去的一年里,电机控制IC供求基本平衡.随着全球经济的复苏,只是在2009年末和2010年初出现电机控制IC供不应求的状况.”志高空调的技术人员称.据他介绍,随着需求的日益增长,IC厂家也会迅速提高产能,满足各个家电企业的需求.半导体技术的不断进步和论文范文量增大,将使电机控制IC平均生产成本下降,论文范文会趋于平稳,并出现稳中有降的态势.
合作：模式悄然变化
据了解,家电整机厂商获得变频控制器通常有几种方式：第一种,整机厂商购买瑞萨、TI等公司的通用电机控制IC,自己开发核心算法,第二种,芯片厂商提供电机控制IC,由芯片厂或者第三方与家电企业合作研发核心算法,家电企业开发变频控制器的论文范文电路,第三种,由专业变频控制器公司为整机企业设计方案.
目前,一些中小家电企业主要采用的是第三种方式,即直接从专业变频控制器厂商购买变频控制器.国内大家电企业则多采用第二种方式,如美的与IR合作,海信与NEC半导体合作,志高与意法半导体(ST)合作等不过,他们在与大芯片厂商合同的同时,往往也会有少量产品直接与专业变频控制器厂商合作.志高技术人员告诉《电器》记者,志高目前主要从芯片厂采购电机控制IC,也少量采用专业变频控制器公司的设计方案.“志高以意法半导体(ST)的芯片为主控制芯片.该芯片成本较低,但性能又是目前市场上诸多方案中较好的.芯片为通用控制IC,技术成熟,电子、电器市场使用量大,稳定可靠,在供货服务和论文范文上也有很大优势.”
第二和第三种方式,都能让家电企业快速推出产品,但也会让家电企业“受制于人”.虽然采访中,国内不少空调企业都对记者宣称可以自己开发核心算法.但据业内人士介绍,目前国内企业的变频技术仍然不成熟.
“目前,整机厂商只能与芯片厂或者第三方合作研发核心算法,这样整机厂商往往只有使用核心算法的权利,只能对部分参数进行更改.这种方式让整机厂商与芯片厂商.捆绑’在一起.比如整机企业选择与NEC合作,但是却得不到核心算法,如果想采用其他芯片,还得采用这种合作的方式.这也是变频家电成本居高不下的原因之一.”某整机企业的有关人士说,“我们企业的目标是掌握变频核心算法,这样企业只需要从市场上购买不带软件的通用芯片,这种产品论文范文便宜,而且还不会受到某家芯片厂商的制约.”记者采访的多数整机企业都表达了类似的观点.
李明告诉记者,整机企业掌握永磁电机的控制理论和技术核心是企业发展的根本,结合芯片厂提供的丰富的控制器,家电企业后期就能自己做控制算法.“我们看到了客户在这方面的需求.2009年初,针对家电企业,公司推出了1 00系列IC芯片,与原有产品相比,该系列产品在开发过程中更加灵活,使工程师能够快速学习并开发出有自身特点的产品.”
另外,《电器》记者获悉,近年来,国际知名芯片企业的介入让一些专业变频控制器厂商开始萌生退意.青岛朗进集团有关人士告诉记者“过去国内变频家电市场容量小,芯片厂家并不十分重视中国市场,由此给专业变频控制公司留下了一定的市场空间.但是现在变频家电产量上升,芯片厂商加大了与国内家电企业的合作力度,这就压缩了专业变频控制器生产企业的生存空间.”
不过,刘红兰对于专业变频控制器厂商的未来还是很有信心的,她认为“随着变频家电市场的扩大,市场容量只会水涨船高,整机厂商不可能每一款变频产品都靠自己设计变频控制器,而且变频家电市场潜力很大,我们仍然有很大的市场空间.此外,变频家电是跨学科的技术,专业的变频控制器厂商的产品具有技术成熟、质量可靠性高、返修率低的优势.”技术：理论成熟,实际使用仍需提高
家电领域的电机控制,目前主要有直流变频方案和交流变频方案.
产业在线监控数据表明,空调的交流变频方案很可能在短期内退出市场.2009年交流变频压缩机行业总销量仅为15. 15万台,占变频压缩机总量只有1.8%.
小天鹅的一位技术人员告诉《电器》记者,变频洗衣机采用的交流变频和直流变频两种技术各有优势,目前均占有一定市场.洗衣机的交流变频技术以美国为主导,直流变频技术是日韩为主导.
据悉,直流变频方案主要分为1 80.正弦波和直流1 20.方波变频控制方案.在空调产品上,此前,直流1 20.方波方案应用比较普遍,目前,即将被直流1 80.正弦波变频控制方案取代.
"180.正弦波变频控制理论比较成熟,但是实际应用中还有许多问题需要解决.”李明介绍,比如空调要求电机运行范围很宽,从低频的10Hz到高频的120Hz,由于空调制冷管路是闭环的,低频时管路压力低,高频时却压力高,而且管路压力也随环境温度的不同而不断变化,因此需要考虑很多情况并加以解决.
变频控制柜:供水设备--长沙二次增压无负压 恒压变频供水设备采用多变频控制永不停水
海信科龙的有关技术负责人表示,目前变频技术已经逐渐成熟,但是整机企业却在控制层面存在不足,比如在不同环境下,如何改变变频压缩机或者送风电机的转速,以达到节能最大化、舒适度最大化.
此外,中国定速空调新能效等级将从6月1日起实施,这也促使企业想办法进一步提高定速空调的节能水平.某业内人士说：“我听说,目前有些企业希望在定频压缩机的基础上,采用直流无刷电机带动空调风扇,以实现节能.”
据记者了解,目前ROHM半导体提供针对空调的风扇直流无刷电机控制器BD6209FS.该芯片内置了1 80.正弦波驱动、正转／反转功能、同步整流,同时支持OCP、OVP、TSD和UV四种保护电路.
直流变频空调控制关键技术探讨
上海新源变频电器股份有限公司龚波江颢赵旭晨
变频空调因其具备节能、舒适、高能效等优点,符合“节能减排”的国家政策,成为空调企业的开发热点.我国变频空调经历了交流变频、基于120°方波驱动的直流变频、基于180°正弦波驱动的直流变频三个阶段,目前市场主推的直流变频空调在应用180.正弦波驱动的同时,为体现变频空调的高能效、高低频运行的舒适节能、低振动等性能还将应用多个关键技术.
电流控制模式提高空调能效比
能效比是衡量空调性能的最重要指标之一,变频驱动采用压缩机电流控制模式能最大幅度地提高电机输出能力,提高空调能效.目前变频空调采用的直流压缩机,通过矢量控制,可以很容易地通过调节直轴电流i.改变磁阻转矩,即可以通过对直轴电流id和交轴电流i.的协调控制来优化系统的控制性能,如最大功率输出、效率最优、最大转矩／电流比(MTPA)等.
表1实验数据是压缩机带空调负载下的MTPA电流控制模式下的控制效果,比较是在相同的转速和功率下进行的,通过对比“id等于0”控制方式与MTPA控制方式下的输出电流,可以明显看出,MTPA下的电流明显低. PPFC谐波电流控制技术成本低 变频空调需符合国家对家电产品的EMC要求,谐波电流是EMC重要指标之一,目前谐波电流控制方式有无源功率因数校正（也称被动式PFC）,有源功率因数校正（也称主动式PFC,简称AFPC）和部分斩波式功率因数校正（也称半主动式PFC,简称PPFC）.
被动式PFC,采用无源的电感、电容和二极管组成.优点是电路简单,缺点是校正谐波控制比较困难,输出电压随负载变化大,成本高,难推广.
APFC由于功率较大,一般采用连续电流模式控制,优点是具有较宽输入电压波动下稳定直流电压的特点.缺点是电路在整个输入电压周期内都进行斩波控制,功率器件工作应力大,成本高,同时在大电流下,斩波会带来效率降低和可靠性下降的问题.
PPFC这种控制方式只在输入电压过零后的一段低电压时间内进行斩波控制,在输入电压高的部分仍然是自然整流,功率器件的应力较小,一般只有APFC的三分之一左右.PPFC通过合适的控制,输入电流波形尽可能接近正弦波.
PPFC方案成本低、性能优异,满足国标G B17625.6（IE C61000-3-4）要求,适合在1～3HP变频空调中应用. 力矩补偿控制解决压机低频振动 目前普通家用变频空调通常选用成本相对低的单转子压缩机.单转子压缩机在低频率运行的情况下,转子的不平衡性易导致连接压缩机的盘管大幅振动,周期性的低频振动在整机管路和系统间产生共振,不但会形成噪声,严重的还可能造成管路断裂.而变频空调长期
低频运行,振动问题更加突出.现我们采用力矩补偿控制技术来解决单转子压缩机的低频振动问题.
图1是1 .5HP窗机有无振动控制的振动位移实测曲线,从图中可以看出,无振动控制的1 .5HP压缩机在25Hz出现整个空调系统的共振,采用力矩补偿进行振动控制后,振动幅度大幅度降低.良好的振动控制效果甚至使一体机空调（窗机和移动空调）采用单转子压缩机成为可能.上海新源变频已有批量产品提供给窗式空调用于单转子压缩机的驱动控制.
弱磁控制技术保证压缩机高频运行
现变频空调压缩机通常选用高反电势电机来提高空调能效比,对驱动控制而言,确保压缩机的高频运行成为技术关键.原有的做法是采用通用的升压型功率因数校正( Boost-APFC)电路,以提高母线电压保证压缩机高频运行,但这种方式会使系统结构复杂,控制器成本高,空调效率低.我们认为可以采用弱磁控制方式,配合PPFC谐波控制提高压缩机运行频率.这样做有成本低、性能稳定的优点.通过实验,在超低温制热条件下,空调压缩机负载较轻,采用弱磁控制来提高频率可以完全能达到产品要求.总之变频空调的研发,需按整机的空调系统和变频电控一体化理念进行设计.综合分析各方案的技术特点,应用现有的成熟技术,可在提高产品性能和质量的同时,降低产品成本.
主要变频控制器、方案提供厂商介绍
Shanahai Shinvuan |ShongHai SHinyuan Inverfer Elecfric Co.Lfd
上海新源变频电器股份有限公司
上海新源变频电器股份有限公司成立于1998年7月,1 2年来一直从事变频控制器产品的研发、生产和销售.主要产品包括1～6HPDC变频空调控制器、特种太阳能空调控制器、冰箱／冷柜DC变频控制器、BLDC风机控制器、洗衣机用外转子电机的DC变频控制器等.新源研发队伍由专业的电力电子、电气转动、变频技术应用、嵌入式软件设计专家组成,是我国家电行业最具实力的变频控制器公司之一.
FaircHild Semiconducfor
飞兆半导体公司
飞兆半导体公司是全球的功率模拟和功率分立技术领导者,专门为所有电子系统提供高效率的解决方案.
飞兆半导体的Motion-SPM器件可以实现功率电路优化简化设计,用于美的银河产品系列.Motion-SPM系列的主要特性：封装符合UL认证No.E209204要求（SPM27-EA封装）600V-30A三相IGBT逆变器桥,包含用于栅极驱动和保护功能的控制IC.分开的各相N端子,用于逆变器电流感测应用,由于内置HVIC．使用单接地电源,额定绝缘电压为2500Vrms(1 min).
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大连三洋明华电子有限公司
大连三洋明华电子有限公司是由大连冷冻机股份有限公司、日本关东三洋半导体株式会社、 ITX株式会社共同投资兴建,于1995年3月投产.主要设计、制造用于空调（包括变频型和定速型）、微波炉、洗衣机、冰箱、冷藏式陈列柜、电子保温瓶、论文范文空调和冷冻机组的电子控制板.
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Infernational Recfifier
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国际整流器公司(IR)拥有60多年的历史,是先进功率管理技术,包括数字、模拟及混合信号集成电路、先进电路器件以及功率系统的先驱企业.世界顶级的计算机、电器、汽车、消费类电子产品以及防御系统的制造商均采用IR先进技术保证产品性能.国际整流器公司产品包括：高性能数字、模拟及混合信号集成电路、先进电路器件、功率系统、MO论文范文ET基准.
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Renesas TecHnology
瑞萨科技
瑞 萨科技于2003年4月1日正式成立,由日立制作所(55%)和三菱电机株式会社(45%)共同投资500亿日元建立.结合了日立与三菱电机在半导体领域的丰富经验和专业知识,瑞萨主要从事单片机、分立半导体元件、SRAM等产品的开发、设计、制造及销售,为业界提供智能芯片解决方案.（注：2010年4月,NEC电子公司与瑞萨科技公司实施合并.新公司名为瑞萨电子.）
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Qingdao Longertek Group
青岛朗进集团
青岛朗进集团是一家拥有先进变频技术及系统控制技术的高科技企业,下辖青岛朗进软件有限公司、青岛朗进科技有限公司、青岛朗进电气有限公司、莱芜市三和科技有限公司.公司成立之始就以“追求科技领先、崇尚美好生活”为经营理念,注重技术、管理、资本营销的整合,致力于高新技术的开发、生产和销售.
公司以高效节约环保的社会责任感,开发出全高效的产品,如高效节能的部件,高效节能的永磁变速变流量控制技术,高效节能的运行模式,任何环境温度、任何需求负荷下的热力学自动优化技术.公司潜心研究十余年开发出的空调用全高效系列变频控制器,应用于国内多个著名品牌的空调厂家,并远销意大利、美国、马来西亚以及中国台湾等地.目前销售量累计已达500万套.
地址：山东省青岛市宁夏路288号市南软件园G2号楼20层
电话：0532-85937095
传真：0532-85930010
NEC Electronics CorporofionNEC电子
NEC电子总部位于日本川崎市.作为从NEC集团分立出来的专业半导体厂商,NEC电子继承了NEC半导体部门50多年的历史.作为NEC电子全球四大基地之一,NEC电子中国凭借雄厚的技术实力、丰富的产品线,以微控制器、数字影音用半导体产品、功率器件及化合物半导体产品为中心,为客户提供全球领先的半导体器件产品及其解决方案.（注：2010年4月,NEC电子公司与瑞萨科技公司实施合并.新公司名为瑞萨电子.）
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STMicroelecfronics
意法半导体
意法半导体2009年净收入85 1亿美元,以业内最广泛的产品组合著称,凭借多元化的技术、尖端的设计能力、知识产权组合、合作伙伴战略和高效的制造能力,意法半导体以创新的半导体解决方案为不同的电子应用领域的客户提供服务.公司有大约5万名员工,1 6个先进研发中心,39个设计应用中心,13个主要制造基地,并在36个国家设有78个销售办事处.
针对变频家电,目前,意法半导体提供了STM32F103系列产品,其中STM32F103RC有两个6通道PWM输出,应用于变频空调时,可以同时对压缩机和室内外风机实现变频控制.
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传真：021-2418 8598
Texas In论文范文ruments
德州仪器
德州仪器是全球领先的半导体公司,为现实世界的信号处理提供创新的数字信号处理(DSP)及模拟技术.除半导体业务外,还提供包括教育技术和数字光源处理解决方案(DLP).T1总部位于美国得克萨斯州的达拉斯,并在25多个国家设有制造、设计或销售机构.
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变频控制柜引用文献:
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[2] 自动化控制论文怎么撰写 电气自动化和变频调速方面有关函授毕业论文范文3000字
[3] 电气控制柜方向论文题目 电气控制柜毕业论文题目怎么定
