交流變頻電源調(diào)速技術(shù)在工業(yè)發(fā)達(dá)國已得到廣泛應(yīng)用。美國有60%-65%的發(fā)電量用于電機(jī)驅(qū)動,由于有效地利用了變頻調(diào)速技術(shù),僅工業(yè)傳動用電就節(jié)約了15%-20%的電量。采用變頻電源調(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(jī)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:
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(jī)速度的。如:包裝機(jī)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(zhǔn)確,并易于實現(xiàn)程序控制。用變頻調(diào)速代替機(jī)械變速。如:機(jī)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。用變頻調(diào)速代替用閘門或擋板調(diào)整流量適于風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等。例如:鍋爐上水泵、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)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(fēng)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(jì)70年代后,大規(guī)模集成電路和計算機(jī)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,目前造價較高。
(7)在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時,低速段電動機(jī)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(jī)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(jī)時往往留有一定余量,電機(jī)又不總是在最大負(fù)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(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制,就能達(dá)到節(jié)電的目的。工業(yè)上大量使用風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)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。