Il substrato dei dispositivi elettronici di potenza è passato dal Si (silicio) al SiC (carburo di silicio), offrendo ai nuovi componenti elettronici di potenza i vantaggi della resistenza all'alta tensione, del basso consumo energetico e della resistenza alle alte temperature. Ciò ha consentito anche la produzione di dispositivi di azionamento più piccoli e con una capacità maggiore-; sono in fase di sviluppo anche i motori a magneti permanenti. Con la rapida diffusione della tecnologia IT, le tecnologie relative agli azionamenti a frequenza variabile (VFD) si stanno sviluppando rapidamente e lo sviluppo futuro si concentrerà principalmente sui seguenti aspetti:
Intelligenza di rete
I VFD intelligenti richiedono impostazioni minime dei parametri durante l'uso, possiedono capacità di auto-diagnostica e offrono stabilità, affidabilità e praticità elevate.
Attualmente, i nuovi VFD sul mercato dispongono di-interfacce integrate e forniscono più interfacce di comunicazione compatibili, supportando vari protocolli di comunicazione. Possono essere controllati e gestiti tramite la tastiera di un computer e possono essere collegati in rete con vari bus di campo, consentendo il funzionamento coordinato di più VFD o persino un sistema completo di gestione e controllo VFD per un'intera fabbrica.
Specializzazione e integrazione
La specializzazione della produzione di VFD consente prestazioni migliorate in campi specifici, come VFD per ventilatori e pompe, VFD dedicati per ascensori, VFD dedicati per macchinari di sollevamento e VFD dedicati per il controllo della tensione. Inoltre, c'è una tendenza verso l'integrazione dei VFD con i motori, rendendo il VFD una parte del motore, con conseguenti dimensioni più piccole e un controllo più conveniente.
Alte prestazioni
Con lo sviluppo di teorie di controllo come il controllo vettoriale e il controllo di coppia e l'applicazione di processori di segnali digitali ad alta-velocità, le prestazioni dei VFD continueranno a migliorare. Lo sviluppo maturo della tecnologia di controllo vettoriale sensorless ha liberato i sistemi a frequenza variabile dai vincoli del rilevamento della velocità del motore basato su hardware-, con conseguenti dimensioni del sistema più piccole.
Maggiore digitalizzazione
Traendo vantaggio dai progressi della tecnologia informatica, i sistemi di controllo a frequenza variabile raggiungeranno una stretta integrazione tra i sistemi di controllo della velocità CA e i sistemi informativi, migliorando allo stesso tempo le prestazioni complessive del sistema. Inoltre, con la crescente sofisticazione della teoria del controllo dei motori CA, le relative strategie e algoritmi di controllo stanno diventando più complessi, richiedendo più spazio di elaborazione e archiviazione. Attualmente, i sistemi di controllo della velocità CA ad alte-prestazioni completamente digitali utilizzano ampiamente chip DSP.
Risparmio energetico, protezione ambientale e-funzionamento senza inquinamento
La compatibilità elettromagnetica, la soppressione delle armoniche e le tecnologie di soppressione del rumore del motore per i VFD sono attualmente le principali aree di interesse. L’impatto ambientale dei VFD sta diventando sempre più importante. Molti paesi hanno già formulato regolamenti e standard per limitare le armoniche. Trovare soluzioni efficaci per affrontare il problema dell'inquinamento acustico ed elettromagnetico dei convertitori di frequenza è diventato l'obiettivo principale di molti ricercatori.
Adattamento alle nuove fonti energetiche
Le celle a combustibile alimentate dall’energia solare ed eolica stanno ora emergendo come una tecnologia promettente grazie al loro basso costo, mostrando il potenziale per superare le fonti energetiche tradizionali. La caratteristica principale di questi dispositivi di generazione di energia è la loro piccola capacità e la natura distribuita. I futuri convertitori di frequenza dovranno adattarsi a queste nuove fonti di energia, che richiedono sia un’elevata efficienza che un basso consumo energetico. Con il sorprendente ritmo di sviluppo dell'elettronica di potenza, della microelettronica e delle moderne tecnologie di controllo, anche la tecnologia di controllo della velocità a frequenza variabile ha fatto rapidi progressi. Questo progresso si riflette nella maggiore capacità dei dispositivi di controllo della velocità CA, nelle prestazioni elevate e nella multi-funzionalità dei convertitori di frequenza e nella loro miniaturizzazione.