變頻電源的應用

變頻電源的正確選用對于機械設備電控系統(tǒng)的正常運行是至關重要的。選擇變頻電源，首先要按照機械設備的類型、負載轉矩特性、調速范圍、靜態(tài)速度精度、起動轉矩和使用環(huán)境的要求，然后決定選用何種控制方式和防護結構的變頻電源最合適。所謂合用是在滿足機械設備的實際工藝生產要求和使用場合的前提下，實現(xiàn)變頻電源應用的最佳性價比。
第一點.根據(jù)負載特性選取適當控制方式的變頻電源
現(xiàn)在市場上出售的變頻電源種類繁多，功能也日益強大，變頻電源的性能也越來越成為調速性能優(yōu)劣的決定因素，除了變頻電源本身制造工藝的“先天”條件外，對變頻電源采用什么樣的控制方式也是非常重要的。下表綜述了近年來各種變頻電源控制方式的性能特點。
綜上所述，異步電動機變頻控制選用不同的控制方法，就可以得到不同性能特點的調速特性。
第二點.根據(jù)安裝環(huán)境選取變頻電源的防護結構
變頻電源的防護結構要與其安裝環(huán)境相適應，這就要考慮環(huán)境溫度、濕度、粉塵、酸堿度、腐蝕性氣體等因素，這與變頻電源能否長期、安全、可靠運行關系重大。大多數(shù)變頻電源廠商可提供以下幾種常用的防護結構供用戶選用：
（1）開放型IP00，它從正面保護人體不能觸摸到變頻電源內部的帶電部分，適用于安裝在電控柜內或電氣室內的屏、盤、架上，尤其是多臺變頻電源集中使用較好，但它對安裝環(huán)境要求較高。
（2）封閉型IP20、IP21，這種防護結構的變頻電源四周都有外罩，可在建筑物內的墻上壁掛式安裝，它適用于大多數(shù)的室內安裝環(huán)境。
（3）密封型IP40、IP42，它適用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境條件較差的場合。
（4）密閉型IP54、IP55，它具有防塵、防水的防護結構，適用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境條件差，有水淋、粉塵及一定腐蝕性氣體的場合。
第三點.機械設備的負載轉矩特性
人們在實踐中常將生產機械根據(jù)負載轉矩特性的不同，分為三大類型：恒轉矩負載、恒功率負載和流體類負載。
1恒轉矩負載
在這類負載中，負載轉矩TL與轉速n無關，任何轉速下TL總保持恒定或基本恒定，負載功率則隨著負載速度的增高而線形增加。傳送帶、攪拌機、擠壓機和機械設備的進給機構等摩擦類負載以及起重機、提升機、電梯等重力負載，都屬于恒轉矩負載。
變頻電源拖動恒轉矩性質的負載時，低速時的輸出轉矩要足夠大，并且要有足夠的過載能力。如果需要在低速下長時穩(wěn)速運行，應該考慮標準籠型異步電動機的散熱能力，避免電動機溫升過高。
2恒功率負載
這類負載的特點是需求轉矩TL與轉速n大體成反比，但其乘積即功率卻近似保持不變。金屬切削機床的主軸和軋機、造紙機、薄膜生產線中的卷取機、開卷機等，都屬于恒功率負載。
負載的恒功率性質應該是就一定的速度變化范圍而言的。當速度很低時，受機械強度的限制，TL不可能無限增大，在低速下轉變?yōu)楹戕D矩性質。負載的恒功率區(qū)和恒轉矩區(qū)對傳動方案的選擇有很大的影響。電動機在恒磁通調速時，最大允許輸出轉矩不變，屬于恒轉矩調速；而在弱磁調速時，最大允許輸出轉矩與速度成反比，屬于恒功率調速。如果電動機的恒轉矩和恒功率調速的范圍與負載的恒轉矩和恒功率范圍相一致時，即所謂“匹配”的情況下，電動機的容量和變頻電源的容量均最小。
3流體類負載
這類負載的轉矩與轉速的二次方成正比，功率與轉速的三次方成正比。各種風機、水泵和油泵，都屬于典型的流體類負載。
流體類負載通過變頻電源調速來調節(jié)風量、流量，可以大幅度節(jié)約電能。由于流體類負載在高速時的需求功率增長過快，與負載轉速的三次方成正比，所以不應使這類負載超工頻運行。