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變頻器的工作使用范圍在不斷擴大。但業內的專家卻一致認為：PLC可編程序控制器技術將仍然有其存在的必要性，只是在驅動技術方面的重要意義不如以前了。變頻器的發展趨勢還包括性能優化、小型化和更好的性價比。

僅僅把變頻器安置在電氣控制柜中，使其能夠控制三相交流電動機正常工作的時代已經一去不復返了。今天的變頻器體積更小，安裝在電動機的殼體內更加節省空間，而且利用變頻器不僅僅可以調節動力電的頻率也可以調節交流電壓。“事實上，分散式配置技術已經得到了進一步的發展。借助于緊湊的結構，變頻器已經更為普遍地應用于電動機中，而這種變頻電動機的用量越來越多。將來，一些典型的伺服應用也都可以被這種智能化的變頻電動機所實現。”Nord公司領導人Frank Wiedemann先生說（圖1）。

圖1 今天的變頻器能提供動態監控顯示的功能。圖中所示的SK 200E變頻器是Nord公司的產品，功能強大，適合于分散式配置

SEW公司商務經理Thomas Middelhoff先生解釋道：“從變頻器這種產品的發展趨勢來看，人們可以清楚地了解到：變頻器產品已經在可靠性能的基礎上完成了性價比的優化。”Middelhoff先生還說，像減小外形尺寸、提高驅動效率、降低安裝和調試費用以及簡化操作等方面的問題也都有著非常重要的意義。“這里不僅僅涉及到變頻器這個單一產品，還包括了與上一級控制系統和下一級被驅動裝置之間的接口。”這里留給了變頻器生產廠家很大的安裝、調試和使用簡單化的發展潛力。

西門子公司驅動產品經理Harald Wegmann先生補充道：“變頻器的另一個發展趨勢就是性能強大，尤其是聯網性能、數字化工廠的性能、TIA全集成自動化性能和操作使用的簡單化（圖2）。”具備了這些特性，就能夠實現包括變頻器在內的驅動鏈、整個工廠的IT系統以及整個使用壽命周期的三重集成。

圖2 西門子公司驅動技術產品經理Harald Wegmann先生說：“變頻器的發展趨勢非常清楚，即性能更加強大。”

另外，變頻器越來越高的能源利用率也是不可忽視的一大發展趨勢，這也就意為著變頻器在部分負載工況下以及在電動機-變頻器系統中的工作效率有著越來越重要的意義，也就需要進一步的優化了。

安全技術的集成

幾乎所有的機床設備生產廠家都對變頻器提出了集成保護，如STA安全撤銷扭矩、安全停止以及速度安全限制等在內的技術要求。根據不同的使用工況，對變頻器的安全技術要求也不同。Middelhoff先生相信，在變頻器的研發中能源利用效率的提高也將會成為一個重要的核心問題，而且將有著越來越重要的作用。“不僅僅變頻器自身的效率要提高，而且也要考慮到電動機的控制和調節方案。這主要是因為：對于變頻器而言，94%的效率已經相當高了，與電動機相比，進一步提高的余地并不大。在變頻器中簡單的通訊方式以及人員和過程的安全防護功能的集成都已經達到了很高的水平，而通過這些功能提高設備的生產能力則是變頻器未來發展的一種可能性（圖3）。”

圖3 SEW公司商務經理Thomas Middelhoff先生說：“變頻器的效率超過94%已經是很高的了，與電動機相比較，進一步提高的余地不大。”

Wiedemann先生說，某些變頻器目前已經有可能實現這些功能，并在伺服系統中發揮作用，而且有些生產廠家已經明確的沿著這一趨勢開發自己的產品了。“現在，我們就可以利用變頻器完成定位運動和同步運動的應用。由于成本費用的原因還不能完成全部的動態伺服驅動，但它與直流電動機相結合而實現的動態性能已經非常引人注目了，在許多應用領域中可以替代伺服驅動技術。”

然而，許多專家一致認為，變頻器還不能替代上一級的PLC可編程序控制器系統。“PLC可編程序控制器系統仍然將是機床設備的重要組成部分，但其調節任務由驅動系統直接來完成，在多軸系統中也失去了交叉通訊的重要性。”Wegmann先生說。

電動控制技術

“不可能指望驅動系統的電子驅動技術來代替機床設備的控制系統。”Wiedemann先生堅信，“當然今天一些變頻器已經具有自由編程控制的能力，提高了使用靈活性和操作舒適性，而這些原來都要由PLC可編程序控制器系統來實現。從嚴格意義上講，這些都是驅動系統的任務，是變頻器智能化和高效化所能解決的問題。對于PLC可編程序控制器系統來講，用以完成這些任務確實是大材小用了（圖4）。”

圖4 Nord公司的Frank Wiedemann先生說：“從嚴格意義上講，僅僅是為了完成驅動任務就使用PLC可編程序控制器就大材小用了。”

“這些都是一些特殊的應用場合，與同步驅動的坐標軸的數量和運動方式有關。機床設備只有一個運動的坐標軸，智能化的循環運動和定位運動可以從PLC可編程序控制器交給變頻器來完成。在小型的機床設備中甚至可以完全放棄使用PLC可編程序控制器系統。”Middelhoff先生說。

同步器和逆變器

從變頻器的結構上來講，變頻器相當于一個由直流中間電路供電的同步器和一個由中間電路供電的逆變器的組合。中間電路相當于一個平滑電壓的電容和濾波的電阻電路，雖然使用直流電的中間電路不常見。

除此以外，還有所謂的矩陣變換器。在這種強迫換流周波變換器中必須連續不斷的提供三相交流電壓；而在有中間電路的變頻器中也可以使用單相交流電。中間電路的存儲元件填補了電力供應的缺口。一個中間電路可以拖動多個逆變器；因此這種變頻器常常在金屬切削機床中使用。