變頻電源的優(yōu)勢和應用

交流變頻電源調速技術在工業(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，由于有效地利用了變頻調速技術，僅工業(yè)傳動用電就節(jié)約了15% - 20%的電量。

采用變頻電源調速，一是根據要求調速用，二是節(jié)能。它主要基于下面幾個因素：

1) 變頻調速系統(tǒng)自身損耗小，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) 可實現(xiàn)軟啟、制動功能，減小啟動電流沖擊。

在采用變頻電源調速時，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速較有利：

F根據工藝要求，生產線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(tǒng)，根據不同品種的產品，需要改變系統(tǒng)傳送速度，使用變頻調速可使調速控制系統(tǒng)結構簡單，控制準確，并易于實現(xiàn)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、滿足程序控制要求。

F用變頻調速代替用閘門或擋板調整流量適于風機、水泵、壓縮機等。例如：鍋爐上水泵、鼓風機、引風機實行了變頻調速控制，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、高的控制精度和穩(wěn)定性。

20世紀70年代后，大規(guī)模集成電路和計算機控制技術的發(fā)展，以及現(xiàn)代控制理論的應用，使得交流電力拖動系統(tǒng)逐步具備了寬的調速范圍、高的穩(wěn)速范圍、高的穩(wěn)速精度、快的動態(tài)響應以及在四象限作可逆運行等良好的技術性能，在調速性能方面可以與直流電力拖動媲美。在交流調速技術中，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，價格不斷降低，特別是變頻調速節(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. 交流變頻調速的優(yōu)異特性

1) 調速時平滑性好，效率高。低速時，特性靜關率較高，相對穩(wěn)定性好。

2) 調速范圍較大，精度高。

3) 起動電流低，對系統(tǒng)及電網無沖擊，節(jié)電效果明顯。

4) 變頻電源體積小，便于安裝、調試、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) 在恒轉矩調速時，低速段電動機的過載能力大為降低。

2. 與其它調速方法的比較

交流電動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(tǒng)與直流調速系統(tǒng)做一比較。

交流拖動本身存在可以挖掘的節(jié)電潛力。在交流調速系統(tǒng)中，選用電機時往往留有一定余量，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，輕載時，通過對電機轉速進行控制，就能達到節(jié)電的目的。工業(yè)上大量使用風機、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，既可大大提高其效率，又可減少10%的電能消耗。