目前,傳統(tǒng)的高功率變頻電源小熔煉爐的設計與制造已能滿足一般工業(yè)生產對變頻電源技術的常規(guī)要求,但仍有許多領域需要進一步的創(chuàng)新與研發(fā)。
(1)小熔爐切換頻率的改進。 變頻電源中功率器件的開關頻率若能進一步提高,則可在原有基礎上進一步提高變頻電源的性能。例如,對低階諧波在輸出波形中進行更有效的抑制,使輸出電壓、電流更接近正弦波形,使濾波器的尺寸大大減小等,尤其是對大功率的變頻電源,其功率密度和性能將大大提高。
(2)減少小熔爐的開關損耗。 由于大功率變頻電源功率器件開關過程損耗占主導優(yōu)勢值,在提高開關頻率時,這種開關損耗將更加明顯,因此,大多數大功率變頻電源中的功率器件開關頻率為數千赫。 對于一些特殊用途的變頻電源,要求輸出頻率遠大于工頻,達到數千赫(2~5kHz),此時開關頻率必須達到幾十千赫,因此,如何減少由于開關頻率提高而引起的開關損耗,也是變頻電源亟待解決的問題。 (3)改善小熔爐的吸收回路。 在類似的情況下,三相變頻電源需要6臺大功率開關電源設備。與傳統(tǒng)強迫換流(硬開關)方式不同的是,與小功率變頻電源不同,每個開關功率裝置或逆變臂上都需要一個吸收電路,此時的吸收電路需要大電阻、電容和二極管,這不僅增加了整個裝置的體積和裝置難度,而且不利于節(jié)能。學習發(fā)展不選用吸收電路而使用叉叉可以保持電源設備安全運行的拓撲,是變頻電源主電路拓撲開發(fā)的關鍵技能課題。 (4)縮小小熔爐變頻電源的體積。 隨著動力器材制作技術的發(fā)展,在大功率變頻電源中,計劃用于動力器材散熱的散熱器占有很大的體積,從而使大功率變頻電源的體積比較大。針對電動汽車、電力機車等一些需要變頻供電的特殊應用場合,要求功率大、體積小,為此需要解決減小變頻供電功率器件散熱器體積的問題。