变频电源的应用 变频电源的应用 交流变频电源调速技术在工业发达国已得到广泛应用。美国有60%-65%的发电量用于电机驱动，由于有效地利用了变频调速技术，仅工业传动用电就节约了15%-20%的电量。 采用变频电源调速，一是根据
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调速用，二是节能。他主要基于下面几个因素： 1） 变频调速系统自身损耗小，工作效率高。 2） 电机总是保持在低转差率运行状态，减小转子损耗。 3） 可实现软启、制动功能，减小启动电流冲击。 在采用变频电源调速时，需从工艺要求、节约效益、投资回收期等各方面考虑。如果仅从工艺要求、节约效益考虑，下面几种情况选用变频调速较有利： ○ 根据工艺要求，生产线或单台设备需要按程序或按要求调整电机速度的。如：包装机传送系统，根据不同品种的产品，需要改变系统传送速度，使用变频调速可使调速控制系统机构简单，控制准确，并易于实现程序控制。 ○ 用变频调速代替机械变速。如：机床，不仅可以省去复杂的齿轮变速箱，还能提高竞速、满足程序控制要求。 ○ 用变频调速代替用闸门或挡板调整流量适于风机、水泵、压缩机等。例如：锅炉上水泵、鼓风机、引风机实行了变频调速控制，不仅省去了伺服放大器、电动操作器、电动执行器和给水阀门（或挡风板），而且使得整个锅炉锅炉控制系统得到了快速的动态响应、高的控制精度和稳定性。 20实际70年代后，大规模集成电路和计算机控制技术的发展以及现代控制理论的应用，使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围、高的稳速范围、高的稳速精度、快的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面可以与直流电力拖动媲美。在交流调速技术中，变频调速具有绝对优势，并且它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调速节电效果明显，而且易于实现过程自动化，深受工业行业的青睐。 1. 交流变频调速的优异特性 1） 调速时平滑性好，效率高。低速时，特性静关率较高，相对稳定性好。 2） 调速范围较大，精度高。 3） 起动电流低，对系统及电网无冲击，节点效果明显。 4） 变频电源体积小，便于安装、调试、维修简便。 5） 易于实现过程自动化。 6） 必须有专用的变频电源，稳压器，目前造价较高。 7） 在恒转矩调速时，低速段电动机的过载能力大为降低。 2. 与其他调速方法的比较 交流电动机的调速方法有三种：变极调速、开遍转差率调速和变频调速。其中，变频调速最具优势。这里仅就交流变频调速系统与直流调速系统做一比较。 交流拖动本身存在可疑挖掘的节电潜力。在交流调速系统中，选用电机时往往留有一定余量，电机又不总是在最大负荷情况下运行；如果利用变频电源调速技术，轻载时，通过对电机转速进行控制，就能叨叨节电的目的。工业上大量使用风机、水泵、压缩机等，其用电量约占工业用电量的50%；如果采用变频电源调速技术，既可大大提高其效率，又可减少10%的电能消耗。 变频电源的正确选用对于机械设备电控系统的正常运行是至关重要的。选择变频电源，首先要按照机械设备的类型、负载转矩特性、调速范围、静态速度精度、起动转矩和使用环境的要求，然后决定选用何种控制方式和防护结构的变频电源最合适。所谓合用是在满足机械设备的实际工艺生产要求和使用场合的前提下，实现变频电源应用的最佳性价比。 第一点，根据负载特性选取适当控制方式的变频电源。 现在市场上出售的变频电源种类繁多，功能叶日益强大，变频电源的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素，除了变频电源本身制造工艺的“先天”条件外，对百年品电源采用什么样的控制方式也是非常重要的。下表综述了近年来各种变频电源控制方式的性能特点。 综上所述，异步电动机变频控制选用不同的控制方法，就可以得到不同性能特点的调速特性。 第二点，根据安装环境选取变频电源的防护结构。 变频电源的防护结构要与其安装环境相适应，这就要考虑环境温度、湿度、粉尘、酸碱度、腐蚀性气体等因素，这与变频电源能否长期、安全、可靠运行关系重大。大多数变频电源厂商可提供以下几种常用的防护结构供用户选用： 1. 开放性IP00，他从正面保护人体不能触摸到变频电源内部的带电部分，适用于安装在电控柜内或电气室内的屏、盘、架上，尤其是多台变频电源集中使用较好，但他对安装环境要求较高。 2. 封闭性IP20,IP21，这种防护结构的变频电源四周都有外罩，可在建筑物内的墙上壁挂式安装，他适用于大多数的是能安装环境。 3. 封闭性IP40、IP42,他适用于工业现场环境条件较差的场合。 4. 密闭型IP54、IP55，他具有防尘、防水的防护结构，适用于工业现场环境条件差，有水淋，粉尘及一定腐蚀性气体的场合。 第三点，机械设备的负载转矩特性。 人们在实践中常将生产机械根据负载转矩特性的不同，分为三大类型：恒转矩负载、恒功率负载和流体类负载。 1 横转矩负载 在这类负载重，负载转矩TL与转速n无关，任何转速下TL总保持恒定或基本恒定，负载功率则随着负载速度的增高而线形增加。传送带、搅拌机、挤压机和机械设备的进给结构等摩擦类负载以及起重机、提升机、电梯等重力负载，都属于恒转矩负载。 变频电源拖动恒转矩性质的负载时，低速时的输出转矩要足够大，并且要有足够的过载能力。如果需要在低速下长时稳速运行，应该考虑标准笼型异步电动机的散热能力，避免电动机温升过高。 2恒功率负载 这类负载的特点是需求转矩TL与转速n大体成反比，但其乘积即功率却近似保持不变。金属切削机床的主轴和轧机、造纸机、薄膜生产线中的卷取机、开卷机等，都属于恒功率负载。 负载的恒功率性质应该是就一定的速度变化范围而言的。当速度很低时，受机械强度的限制，TL不可能无限增大，在低速下转变为横转矩性质。负载的恒功率区和恒转矩区对传动
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的选择有很大的影响。电动机在恒磁通调速时，最大允许输出转矩与速度成反比，属于恒功率调速。如果电动机的横转矩和恒功率调速的范围与负载的横转矩和恒功率范围相一致时，即所谓“匹配”的情况下，电动机的容量和变频电源的容量均最小。 3 流体类负载 这类负载的转矩与转速的二次方成正比，功率与转速的三次方成正比。各种风机、水泵和油泵，都属于典型的流体类负载。 流体类负载通过变频电源调速来调节风量、流量，可以大幅度节约电能。由于流体类负载在告诉时的需求功率增长过快，与负载转速的三次方成正比，所以不应使这类负载超工频运行。交流转直流再转交流变换, 输出为纯净的正弦波,输出频率和电压 一定范围内可调。它有别于用于电机调速用的变频调速控制器,也有别于普通交流稳压电源。理想的交流电源的特点是频率稳定、电压稳定、内阻等于零、电压波形为纯正...更多>>变频电源
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