交流變頻電源調速技術(shù)在工業(yè)發(fā)達國已得到廣泛應用。美國有60%-65%的發(fā)電量用于電機驅動(dòng),由于有效地利用了變頻調速技術(shù),僅工業(yè)傳動(dòng)用電就節約了15%-20%的電量。采用變頻電源調速,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:
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。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。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,目前造價(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。