變頻電源分類及其應(yīng)用領(lǐng)域詳細介紹
變頻電源種類
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201612/327805.htm變頻電源裝置主要分為交—直—交變頻和交—交變頻兩大類,交—直—交變頻又可分為電壓型和電流型兩大類,交—交變頻多為電壓型,也有少量使用電流型。
變頻電源控制方式分為電壓型、電流型、脈沖寬度調(diào)制型等。其主回路的拓撲、控制策略都有多種方式可以選擇,如功率器件有scr(晶閘管,thyristor)、gto(門極關(guān)斷晶閘管,gateturn-offthyristor)、igbt(絕緣柵雙極晶體管,insulated-gatebipolartransistor)、igct(集成門極換流晶閘管,integratedgatecommutatedthyristor,是一種新型半導(dǎo)體功率器件,在gto的基礎(chǔ)發(fā)展起來的)等;主回路的拓撲結(jié)構(gòu)可選擇兩電平、三電平、負載換相式scr電流型變頻器等,控制策略可選擇v/f控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制、脈沖寬度調(diào)制(pwm)或脈沖幅度調(diào)制(pam)等;電壓也有高壓(3~6kv,主要是大容量的同步或異步電動機)、中壓或抵壓(如一般的小功率380v和軋鋼輔傳動的電動機)等。此外,變頻調(diào)速還有變極調(diào)速,無級調(diào)速還有矢量控制方式、變壓變頻(vvvf)控制方式等,價格極為不同,如何選擇是一大問題。表3示出了我國寶鋼從日本引進的于1989年投產(chǎn)的1900mm板坯連鑄全交流方式。從表中可以看出,變頻調(diào)速采用變極、vvvf和矢量變換控制三種方式,在調(diào)速要求不需無級的只須有限變速的采用變極控制方式,要求速度控制不嚴(yán)格的如輥道速度控制采用變壓變頻(vvvf)方式,要求速度控制嚴(yán)格的才采用矢量變換控制方式,這樣目的是節(jié)約投資和簡化維護,這種按工藝要求選擇變頻器的方法可作為為其他車間交流化作為準(zhǔn)則,如燒結(jié)的全交流化,其配料的變頻電源采用vvvf方式,臺車采用矢量變換控制方式。
應(yīng)用領(lǐng)域
由于世界各國電網(wǎng)指標(biāo)不統(tǒng)一,出口電器廠商需要電源模擬不同國家的電網(wǎng)狀況,為工程師在設(shè)計開發(fā)、生產(chǎn)線測試及品保的產(chǎn)品檢測、壽命、過高壓/低壓模擬測試等應(yīng)用中提供純凈可靠的、低諧波失真、高穩(wěn)定的頻率和穩(wěn)壓率的正弦波電力輸出;進口原裝電器、設(shè)備的用戶也需要對我國電網(wǎng)進行變壓、變頻以保證進口電器、設(shè)備的正常運轉(zhuǎn);滿足航空電子及軍事設(shè)備高頻的需求。
主要用于制造或出口貿(mào)易商對出口電器產(chǎn)品的用電檢測、調(diào)試及用于精密儀器的供電電源。廣泛適用于家電制造業(yè)、電機、電子制造業(yè)、IT產(chǎn)業(yè)、電腦設(shè)備、實驗室等。
★ 家電業(yè)制造商如:空調(diào)設(shè)備、咖啡機、洗衣機、榨汁機、微波爐、收錄音機、冰箱、DVD、洗塵器、電動剃須刀等產(chǎn)品的測試電源。
★ 電機、電子業(yè)制造商如:交換式電源供應(yīng)器、變壓器、電子安定器、AC風(fēng)扇、不斷電系統(tǒng)、充電器、繼電器、壓縮機、馬達、被動元件等產(chǎn)品的測試電源。
★ IT產(chǎn)業(yè)及電腦設(shè)備制造商如:傳真機、影印機、碎紙機、印表機、掃描器、燒錄機、伺服器、顯示器等產(chǎn)品的測試電源。
★ 實驗室及測試單位如:交流電源測試、產(chǎn)品壽命及安全測試、電磁相容測試、OQC(FQC)測試、產(chǎn)品測試及研發(fā)、研究單位最佳交流電源。
★ 航空/軍事單位如:機場地面設(shè)施、船舶、航天、軍事研究所等的測試電源?! 〔捎米冾l電源穩(wěn)壓器調(diào)速,一是根據(jù)要求調(diào)速用,二是節(jié)能。它主要基于下面幾個因素:
1) 變頻調(diào)速系統(tǒng)自身損耗小,工作效率高。
2) 電機總是保持在低轉(zhuǎn)差率運行狀態(tài),減小轉(zhuǎn)子損耗。
3) 可實現(xiàn)軟啟、制動功能,減小啟動電流沖擊。
在采用變頻電源調(diào)速時,需從工藝要求、節(jié)約效益、投資回收期等各方面考慮。如果僅從工藝要求、節(jié)約效益考慮,下面幾種情況選用變頻調(diào)速較有利:
F根據(jù)工藝要求,生產(chǎn)線或單臺設(shè)備需要按程序或按要求調(diào)整電機速度的。如:包裝機傳送系統(tǒng),根據(jù)不同品種的產(chǎn)品,需要改變系統(tǒng)傳送速度,使用變頻調(diào)速可使調(diào)速控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,控制準(zhǔn)確,并易于實現(xiàn)程序控制。
F用變頻調(diào)速代替機械變速。如:機床,不僅可以省去復(fù)雜的齒輪變速箱,還能提高精度、滿足程序控制要求。
F用變頻調(diào)速代替用閘門或擋板調(diào)整流量適于風(fēng)機、水泵、壓縮機等。例如:鍋爐上水泵、鼓風(fēng)機、引風(fēng)機實行了變頻調(diào)速控制,不僅省去了伺服放大器、電動操作器、電動執(zhí)行器和給水閥門(或擋風(fēng)板),而且使得整個鍋爐鍋爐控制系統(tǒng)得到了快速的動態(tài)響應(yīng)、高的控制精度和穩(wěn)定性。
20世紀(jì)70年代后,大規(guī)模集成電路和計算機控制技術(shù)的發(fā)展,以及現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用,使得交流電力拖動系統(tǒng)逐步具備了寬的調(diào)速范圍、高的穩(wěn)速范圍、高的穩(wěn)速精度、快的動態(tài)響應(yīng)以及在四象限作可逆運行等良好的技術(shù)性能,在調(diào)速性能方面可以與直流電力拖動媲美。在交流調(diào)速技術(shù)中,變頻調(diào)速具有絕對優(yōu)勢,并且它的調(diào)速性能與可靠性不斷完善,價格不斷降低,特別是變頻調(diào)速節(jié)電效果明顯,而且易于實現(xiàn)過程自動化,深受工業(yè)行業(yè)的青睞。
1. 交流變頻調(diào)速的優(yōu)異特性
1) 調(diào)速時平滑性好,效率高。低速時,特性靜關(guān)率較高,相對穩(wěn)定性好。
2) 調(diào)速范圍較大,精度高。
3) 起動電流低,對系統(tǒng)及電網(wǎng)無沖擊,節(jié)電效果明顯。
4) 變頻電源體積小,便于安裝、調(diào)試、維修簡便。
5) 易于實現(xiàn)過程自動化。
6) 必須有專用的變頻電源|穩(wěn)壓器,造價較高。
7) 在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時,低速段電動機的過載能力大為降低。
2. 與其它調(diào)速方法的比較
交流電動機的調(diào)速方法有三種:變極調(diào)速、改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速和變頻調(diào)速。其中,變頻調(diào)速最具優(yōu)勢。這里僅就交流變頻調(diào)速系統(tǒng)與直流調(diào)速系統(tǒng)做一比較。
交流拖動本身存在可以挖掘的節(jié)電潛力。在交流調(diào)速系統(tǒng)中,選用電機時往往留有一定余量,電機又不總是在最大負荷情況下運行;如果利用變頻電源調(diào)速技術(shù),輕載時,通過對電機轉(zhuǎn)速進行控制,就能達到節(jié)電的目的。工業(yè)上大量使用風(fēng)機、水泵、壓縮機等,其用電量約占工業(yè)用電量的50%;如果采用變頻電源調(diào)速技術(shù),既可大大提高其效率,又可減少10%的電能消耗。
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