Wraz z ekspansją rynku i dywersyfikacją potrzeb klientów, produkty VFD były ulepszane i zwiększane pod względem funkcjonalności, integracji i systematyzacji, a także pojawiały się specjalne produkty VFD. Przyjmuje się, że w ostatnich latach rynek VFD w Chinach utrzymywał tempo wzrostu na poziomie 12-15 procent i oczekuje się, że utrzyma tempo wzrostu na poziomie ponad 10 procent przez co najmniej następne 5 lat. Obecna stopa wzrostu zainstalowanych napędów VFD (elektryczność) na rynku chińskim wynosi około 20 procent. Oczekuje się, że rynek VFD nasyci się i dojrzeje w ciągu co najmniej 10 lat.
1. Inteligentny
Po zainstalowaniu systemu z inteligentnym VFD, jest on łatwy w obsłudze i użytkowaniu, a nie tak wielofunkcyjnych ustawieniach, wyświetlanie stanu pracy jest oczywiste, można przeprowadzić diagnostykę usterek i rozwiązywanie problemów, a nawet można przeprowadzić automatyczną konwersję komponentów. Zdalne monitorowanie przez Internet może być wykorzystane do realizacji wielu zestawów VFD połączonych przepływem procesu, tworząc zoptymalizowany zintegrowany system sterowania VFD.
2. Specjalizacja
Specjalistyczne VFD mogą być produkowane w sposób ukierunkowany zgodnie z charakterystyką określonego rodzaju obciążenia, co nie tylko pomaga w ekonomicznym i efektywnym sterowaniu silnikiem obciążenia, ale także zmniejsza koszty produkcji. Na przykład: VFD wentylatorów i pomp, VFD dźwigów, VFD sterowania windą, VFD kontroli napięcia, VFD klimatyzacji itp.
3. Integracja
VFD selektywnie integrują odpowiednie komponenty funkcjonalne, takie jak systemy rozpoznawania parametrów, regulatory PID, sterowniki PLC i jednostki komunikacyjne w wewnętrzną maszynę typu „wszystko w jednym”, co nie tylko zwiększa funkcjonalność i niezawodność systemu, ale także skutecznie zmniejsza rozmiar systemu i podłączenia obwodów zewnętrznych. Poinformowano, że opracowano zintegrowaną maszynę kombinowaną dla VFD i silników, dzięki czemu cały system jest mniejszy i wygodniejszy w sterowaniu.
4. Ochrona środowiska
Ochrona środowiska i wytwarzanie „zielonych” produktów to nowa filozofia ludzkości. W przyszłości napędy VFD będą skupiać się bardziej na oszczędzaniu energii i niskim zanieczyszczeniu, tj. minimalizowaniu hałasu i harmonicznych w sieci i innym sprzęcie elektrycznym podczas użytkowania.
5. Elementy przełączające zasilanie obwodu głównego są samozamykające, modułowe, zintegrowane i inteligentne, ze zwiększoną częstotliwością przełączania i dalszą redukcją strat przełączania.
6. Topologia obwodu głównego VFD.
Sieciowe przetwornice VFD zwykle używają 6-przetwornic impulsowych dla urządzeń niskonapięciowych o małej mocy i wieloimpulsowych przetwornic powyżej 12-impulsowych dla urządzeń średniego napięcia o dużej pojemności. Przetwornica po stronie obciążenia jest zwykle dwupoziomowym falownikiem mostkowym dla urządzeń niskonapięciowych o małej mocy i falownikiem wielopoziomowym dla urządzeń średniego napięcia o dużej pojemności. Dla przesyłu działającego w czterech kwadrantach, aby uzyskać energię odnawialną VFD z powrotem do sieci i oszczędzać energię, konwerter po stronie sieci powinien być konwerterem rewersyjnym, podczas gdy pojawia się dwukierunkowy przepływ mocy z podwójnym PWMVFD. odpowiednie sterowanie przetwornicą po stronie sieci może sprawić, że prąd wejściowy zbliży się do fali sinusoidalnej, zmniejszając zanieczyszczenie sieci. Takie produkty są obecnie dostępne dla VFD niskiego i średniego napięcia.
7. Przetwornice VFD z modulacją szerokości impulsu mogą być sterowane za pomocą modulacji szerokości impulsu fali sinusoidalnej (SPWM), sterowania PWM w celu wyeliminowania określonych harmonicznych, sterowania śledzeniem prądu i sterowania wektorem przestrzennym napięcia (sterowanie śledzeniem łańcucha magnetycznego).
8. Postępy w metodach sterowania częstotliwością silników prądu przemiennego odzwierciedlają się głównie w rozwoju od sterowania skalarnego do sterowania wektorowego i bezpośredniego sterowania momentem o wysokiej wydajności dynamicznej, a także rozwoju systemów sterowania wektorowego i bezpośredniego sterowania momentem bez czujników prędkości.
9. Postępy w dziedzinie mikroprocesorów sprawiają, że sterowanie cyfrowe stało się kierunkiem rozwoju nowoczesnych sterowników: system sterowania ruchem to szybki system, zwłaszcza wysokowydajne sterowanie silnikami prądu przemiennego, które muszą przechowywać różnorodne dane i przetwarzać dużą ilość informacji szybko i w rzeczywistości czas. W ostatnich latach główne firmy zagraniczne wprowadziły DSP (cyfrowy procesor sygnałowy) jako rdzeń, z funkcjami peryferyjnymi wymaganymi do obwodu sterowania silnikiem. Monolityczny sterownik silnika DSP zintegrowany w jednym układzie scalonym, znacznie obniżający cenę, zmniejszający rozmiar, zwartą konstrukcję, łatwy w użyciu, poprawiający niezawodność. W porównaniu ze zwykłymi mikrokontrolerami, DSP ma 10 ~ 15 razy większą moc obliczeniową, zapewniając w ten sposób doskonałą wydajność sterowania systemu. Sterowanie cyfrowe upraszcza sprzęt, elastyczny algorytm sterowania sprawia, że sterowanie jest bardzo elastyczne, można wdrożyć złożone zasady sterowania, dzięki czemu zastosowanie nowoczesnej teorii sterowania w systemie sterowania ruchem rzeczywistość, łatwe połączenie z nadrzędnym systemem transmisji danych, ułatwienie diagnozy usterek, wzmocnienie funkcji ochrony i monitorowania, uczynienie systemu inteligentnym (np. VFD z funkcją samoregulacji ).
10. Silniki synchroniczne prądu przemiennego stały się nową gwiazdą w dziedzinie sterowania prędkością prądu przemiennego, zwłaszcza silniki synchroniczne z magnesami trwałymi. Silnik posiada bezszczotkową budowę, wysoki współczynnik mocy, wysoką sprawność oraz prędkość wirnika ściśle zsynchronizowaną z częstotliwością roboczą. Istnieją dwa główne typy układów sterowania częstotliwością silnika synchronicznego, niezależna regulacja częstotliwości i automatyczna regulacja częstotliwości. Zasadniczo silnik synchroniczny z automatyczną regulacją częstotliwości jest bardzo podobny do silnika prądu stałego. Zastępuje mechaniczny komutator silnika prądu stałego przetwornicą energoelektroniczną. Na przykład, gdy napięcie AC-DC-AC to VFD, nazywa się to „silnikiem prądu stałego bez komutatora” lub „silnikiem BLDC”. Konwencjonalne systemy sterowania prędkością dla silników synchronicznych z automatycznym inwerterem są wyposażone w czujniki położenia wirnika, ale opracowywane są systemy bez czujników położenia wirnika. Sterowanie wektorowe może być również stosowane jako samodzielny falownik dla silników synchronicznych, co jest prostsze niż dla silników asynchronicznych opartych na wektorowym sterowaniu orientacją pola wirnika.
Krótko mówiąc, trendem rozwojowym technologii VFD jest inteligencja, prosta obsługa, doskonała funkcjonalność, bezpieczeństwo i niezawodność, ochrona środowiska, niski poziom hałasu, niski koszt i miniaturyzacja.