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發(fā)布日期:2022-04-17 點擊率:88
我們?nèi)粘Ia(chǎn)和生活所使用的電源,是固定頻率(50Hz)的交流電。變頻技術(shù),就是通過技術(shù)手段,來改變用電設(shè)備的供電頻率,進而達到控制設(shè)備輸出功率的目的。變頻技術(shù)隨著微電子學、電力電子、計算機和自動控制理論等的發(fā)展,已經(jīng)進入了一個嶄新的時代,完全成熟的技術(shù),也使其應(yīng)用進入了一個新的高潮。它是通過變頻調(diào)速改變軸輸出功率,達到減少輸入功率節(jié)省電能的目的。是感應(yīng)式異步電動機節(jié)能的重要技術(shù)手段之一。
自1956年世界上第一個晶閘管誕生到現(xiàn)在歷時近半個世紀,隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,變頻控制器從控制模塊、功率輸出和控制軟件都已完全成熟,在提高性能的同時,功能上也有較大的擴展,很多專用變頻設(shè)備附帶簡易PLC功能,再加上產(chǎn)品價格的降低,為變頻器的應(yīng)用打開了廣闊的市場。
對于異步電動機通過調(diào)速達到節(jié)能目的方法很多,如:調(diào)壓調(diào)速,又稱為滑差調(diào)速;變極對數(shù)調(diào)速和品閘管串極調(diào)速等等,根據(jù)不同的負載性質(zhì),有針對性的選擇。在各種調(diào)速節(jié)能中,利用變頻調(diào)速,是異步電動機調(diào)速效果最好、最成熟、最有發(fā)展前途的節(jié)能技術(shù)。
常用的變頻器分為低、中、高壓變頻器
1 、低壓變頻器是指400V工控變頻器。電子技術(shù)中將交流變成直流稱順變,也稱整流。交流變直流的變頻器通常稱整流器。將直流變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電流就稱逆變。把工頻電源(50Hz)交流變成任意頻率、任意電壓的逆變裝置稱為變頻器。從其電路的結(jié)構(gòu)上分為交—直—交和交—交變頻器。交—直—交變頻器按照交流電機電源電壓的控制方法的不同,分為電壓型和電流型兩種。
改變變頻器的輸出電壓或輸出電流有二種不同的方法,即PAM脈沖幅值調(diào)制控制和PWM脈沖寬度調(diào)制控。
PAM因為受晶閘管換流時間的限制不能工作在高頻下,PWM輸出脈沖的幅值恒定,通過控制逆變器輸出電壓的導通脈沖頻率和寬度來同時改變輸出頻率和電壓,運用晶體管、可關(guān)斷晶閘管具有高速開關(guān)特性和自關(guān)斷特性,來做逆變器開關(guān)元件,采用PWM方式變得更容易實現(xiàn),為此大多數(shù)逆變器都采用PWM控制方式。
2、中、高壓變頻器:所謂中高壓變頻器,指應(yīng)用在600V以上的至10KV運轉(zhuǎn)調(diào)速設(shè)備上的變頻控制器。中壓有600V、1000V。3000V、6000V和10KV等屬于中高壓變頻器。因為其輸入輸出電壓等級較高,在結(jié)構(gòu)上必需有整套高壓投入切換設(shè)備,采用功率單元串聯(lián)疊加的高壓輸出方式,借助計算機控制,經(jīng)高壓母線、斷路器移相變壓器、功率單元、控制器等組成完整的高壓變頻控制系統(tǒng)。
交流變頻調(diào)速控制器是集電力電子、自動控制、微電子學、電機學等各種技術(shù)于一身的高新技術(shù),變頻的調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代IT產(chǎn)業(yè)尖端技術(shù),涉及到光纖通訊、計算機、數(shù)據(jù)并行處理等是多種高新技術(shù)的結(jié)合,與傳統(tǒng)行業(yè)耗能大、應(yīng)用最廣泛的電力拖動、風機、水泵等多種行業(yè)應(yīng)用異步電動機的設(shè)備,進行節(jié)能改造實現(xiàn)完美結(jié)合。
變頻器控制對像
變頻器應(yīng)用,可分為兩大類:一種是用于傳動調(diào)速,另一種是各種靜止電源(靜止電源暫且不講)。變頻傳動調(diào)速,其應(yīng)用目的就是通過對電機調(diào)速來達到節(jié)約能源??刂茖ο缶褪窃趧恿υO(shè)備上實現(xiàn)電—機轉(zhuǎn)換的電動機。這是由感應(yīng)式異步電動機的性能和特征決定,其次是由于所帶的負載對電機調(diào)速的負荷適應(yīng)性所決定。由電機轉(zhuǎn)速的數(shù)學公式我們知道,電機的實際轉(zhuǎn)速,主要取決于電機定子的旋轉(zhuǎn)磁場( n1=t*f/p) 。對一個繞制好的電機,其旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速完全取決供電頻率,t 為時間常數(shù),P為電機的極對數(shù),n1正比電源頻率f,從電機的結(jié)構(gòu)上我們看到定、轉(zhuǎn)子之間沒有任何電的連接,基于磁場感應(yīng)和機械慣性,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速總是不同步,差一個轉(zhuǎn)差數(shù)(一般為n1的1%——1.8%,)稱為轉(zhuǎn)差率S,由此可見電機的轉(zhuǎn)速也正比于電源的頻率。n2=t*f(1-s)/p從異步電動機變頻時機械特性曲線中,我們不難看出轉(zhuǎn)速的變化對電機的轉(zhuǎn)矩影響較小,對于傳動機械功率要求完全可以滿足。變頻調(diào)速控制是在降低輸出頻率的同時輸出電壓也相應(yīng)降低,轉(zhuǎn)矩正比輸出電壓。轉(zhuǎn)矩也會有些減少。這種純電氣調(diào)速系統(tǒng)是人為地改變電動機的機械特性來獲得不同的轉(zhuǎn)速,直接與拖動機械相連接不需原機械設(shè)備做任何調(diào)整,這對于節(jié)能改造成本,保持原有機械性能都大有好處。變頻傳動調(diào)速的特點是:
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