變頻電源分類(lèi)及其應用領(lǐng)域詳細介紹

　　變頻電源種類(lèi)

　　變頻電源裝置主要分為交—直—交變頻和交—交變頻兩大類(lèi)，交—直—交變頻又可分為電壓型和電流型兩大類(lèi)，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(mén)極關(guān)斷晶閘管，gateturn-offthyristor）、igbt（絕緣柵雙極晶體管，insulated-gatebipolartransistor）、igct（集成門(mén)極換流晶閘管，integratedgatecommutatedthyristor，是一種新型半導體功率器件，在gto的基礎發(fā)展起來(lái)的）等；主回路的拓撲結構可選擇兩電平、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、直接轉矩控制、脈沖寬度調制（pwm）或脈沖幅度調制（pam）等；電壓也有高壓（3～6kv，主要是大容量的同步或異步電動(dòng)機）、中壓或抵壓（如一般的小功率380v和軋鋼輔傳動(dòng)的電動(dòng)機）等。此外，變頻調速還有變極調速，無(wú)級調速還有矢量控制方式、變壓變頻（vvvf）控制方式等，價(jià)格極為不同，如何選擇是一大問(wèn)題。表3示出了我國寶鋼從日本引進(jìn)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，變頻調速采用變極、vvvf和矢量變換控制三種方式，在調速要求不需無(wú)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，這樣目的是節約投資和簡(jiǎn)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(chē)間交流化作為準則，如燒結的全交流化，其配料的變頻電源采用vvvf方式，臺車(chē)采用矢量變換控制方式。

　　應用領(lǐng)域

　　由于世界各國電網(wǎng)指標不統一，出口電器廠(chǎng)商需要電源模擬不同國家的電網(wǎng)狀況，為工程師在設計開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)線(xiàn)測試及品保的產(chǎn)品檢測、壽命、過(guò)高壓/低壓模擬測試等應用中提供純凈可靠的、低諧波失真、高穩定的頻率和穩壓率的正弦波電力輸出；進(jìn)口原裝電器、設備的用戶(hù)也需要對我國電網(wǎng)進(jìn)行變壓、變頻以保證進(jìn)口電器、設備的正常運轉；滿(mǎn)足航空電子及軍事設備高頻的需求。

　　主要用于制造或出口貿易商對出口電器產(chǎn)品的用電檢測、調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)、電腦設備、實(shí)驗室等。

　　★ 家電業(yè)制造商如：空調設備、咖啡機、洗衣機、榨汁機、微波爐、收錄音機、冰箱、DVD、洗塵器、電動(dòng)剃須刀等產(chǎn)品的測試電源。

　　★ 電機、電子業(yè)制造商如：交換式電源供應器、變壓器、電子安定器、AC風(fēng)扇、不斷電系統、充電器、繼電器、壓縮機、馬達、被動(dòng)元件等產(chǎn)品的測試電源。

　　★ IT產(chǎn)業(yè)及電腦設備制造商如：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(shí)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(chǎng)地面設施、船舶、航天、軍事研究所等的測試電源?！　〔捎米冾l電源穩壓器調速，一是根據要求調速用，二是節能。它主要基于下面幾個(gè)因素：

　　1） 變頻調速系統自身?yè)p耗小，工作效率高。

　　2） 電機總是保持在低轉差率運行狀態(tài)，減小轉子損耗。

　　3） 可實(shí)現軟啟、制動(dòng)功能，減小啟動(dòng)電流沖擊。

　　在采用變頻電源調速時(shí)，需從工藝要求、節約效益、投資回收期等各方面考慮。如果僅從工藝要求、節約效益考慮，下面幾種情況選用變頻調速較有利：

　　F根據工藝要求，生產(chǎn)線(xiàn)或單臺設備需要按程序或按要求調整電機速度的。如：包裝機傳送系統，根據不同品種的產(chǎn)品，需要改變系統傳送速度，使用變頻調速可使調速控制系統結構簡(jiǎn)單，控制準確，并易于實(shí)現程序控制。

　　F用變頻調速代替機械變速。如：機床，不僅可以省去復雜的齒輪變速箱，還能提高精度、滿(mǎn)足程序控制要求。

　　F用變頻調速代替用閘門(mén)或擋板調整流量適于風(fēng)機、水泵、壓縮機等。例如：鍋爐上水泵、鼓風(fēng)機、引風(fēng)機實(shí)行了變頻調速控制，不僅省去了伺服放大器、電動(dòng)操作器、電動(dòng)執行器和給水閥門(mén)（或擋風(fēng)板），而且使得整個(gè)鍋爐鍋爐控制系統得到了快速的動(dòng)態(tài)響應、高的控制精度和穩定性。

　　20世紀70年代后，大規模集成電路和計算機控制技術(shù)的發(fā)展，以及現代控制理論的應用，使得交流電力拖動(dòng)系統逐步具備了寬的調速范圍、高的穩速范圍、高的穩速精度、快的動(dòng)態(tài)響應以及在四象限作可逆運行等良好的技術(shù)性能，在調速性能方面可以與直流電力拖動(dòng)媲美。在交流調速技術(shù)中，變頻調速具有絕對優(yōu)勢，并且它的調速性能與可靠性不斷完善，價(jià)格不斷降低，特別是變頻調速節電效果明顯，而且易于實(shí)現過(guò)程自動(dòng)化，深受工業(yè)行業(yè)的青睞。

　　1. 交流變頻調速的優(yōu)異特性

　　1） 調速時(shí)平滑性好，效率高。低速時(shí)，特性靜關(guān)率較高，相對穩定性好。

　　2） 調速范圍較大，精度高。

　　3） 起動(dòng)電流低，對系統及電網(wǎng)無(wú)沖擊，節電效果明顯。

　　4） 變頻電源體積小，便于安裝、調試、維修簡(jiǎn)便。

　　5） 易于實(shí)現過(guò)程自動(dòng)化。

　　6） 必須有專(zhuān)用的變頻電源|穩壓器，造價(jià)較高。

　　7） 在恒轉矩調速時(shí)，低速段電動(dòng)機的過(guò)載能力大為降低。

　　2. 與其它調速方法的比較

　　交流電動(dòng)機的調速方法有三種：變極調速、改變轉差率調速和變頻調速。其中，變頻調速最具優(yōu)勢。這里僅就交流變頻調速系統與直流調速系統做一比較。

　　交流拖動(dòng)本身存在可以挖掘的節電潛力。在交流調速系統中，選用電機時(shí)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速技術(shù)，輕載時(shí)，通過(guò)對電機轉速進(jìn)行控制，就能達到節電的目的。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速技術(shù)，既可大大提高其效率，又可減少10%的電能消耗。