變頻電源分類及其應(yīng)用領(lǐng)域詳細介紹

　　變頻電源種類

　　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)整流量適于風機、水泵、壓縮機等。例如：鍋爐上水泵、鼓風機、引風機實行了變頻調(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。