交流變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)勢與應(yīng)用
對(duì)于可調(diào)速的電力拖動(dòng)系統(tǒng),工程上往往根據(jù)電動(dòng)機(jī)電流形式分為直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)兩類。它們最大的不同之出主要在于交流電力拖動(dòng)免除了改變直流電機(jī)電流流向變化的機(jī)械向器——整流子。
20世紀(jì)70年代后,大規(guī)模集成電路和計(jì)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(dòng)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(dòng)態(tài)響應(yīng)以及在四象限作可逆運(yùn)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(dòng)媲美。在交流調(diào)速技術(shù)中,變頻調(diào)速具有絕對(duì)優(yōu)勢,并且它的調(diào)速性能與可靠性不斷完善,價(jià)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(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)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(shí)平滑性好,效率高。低速時(shí),特性靜關(guān)率較高,相對(duì)穩(wěn)定性好。
(2) 調(diào)速范圍較大,精度高。
(3) 起動(dòng)電流低,對(duì)系統(tǒng)及電網(wǎng)無沖擊,節(jié)電效果明顯。
(4) 變頻器體積小,便于安裝、調(diào)試、維修簡便。
(5) 易于實(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)化。
(6) 必須有專用的變頻電源,目前造價(jià)較高。
(7) 在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí),低速段電動(dòng)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(dòng)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。
在直流調(diào)速系統(tǒng)中,由于直流電動(dòng)機(jī)具有電刷和整流子,因而必須對(duì)其進(jìn)行檢查,電機(jī)安裝環(huán)境受到限制。例如:不能在有易爆氣體及塵埃多的場合使用。此外,也限制了電機(jī)向高轉(zhuǎn)速、大容量發(fā)展。而交流電機(jī)就不存在這些問題,主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn):
第一,直流電機(jī)的單機(jī)容量一般為12 - 14MW,還常制成雙電樞形式,而交流電機(jī)單機(jī)容量卻可以數(shù)倍于它。
第二,直流電機(jī)由于受換向限制,其電樞電壓最高只能做到一千多伏,而交流電機(jī)可做到6 - 10kV。第三,直流電機(jī)受換向器部分機(jī)械強(qiáng)度的約束,其額定轉(zhuǎn)速隨電機(jī)額定功率而減小,一般僅為每分鐘數(shù)百轉(zhuǎn)到一千多轉(zhuǎn),而交流電機(jī)的達(dá)到每分鐘數(shù)千轉(zhuǎn)。第四,直流電機(jī)的體積、重量、價(jià)格要比同等容量的交流電機(jī)大。最后,特別要指出的是交流調(diào)速系統(tǒng)在節(jié)約能源方面有著很大的優(yōu)勢。一方面,交流拖動(dòng)的負(fù)荷在總用電量中占一半或一半以上的比重,這類負(fù)荷實(shí)現(xiàn)節(jié)能,可以獲得十分可觀的節(jié)電效益。另一方面,交流拖動(dòng)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(shí)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(yùn)行;如果利用變頻調(diào)速技術(shù),輕載時(shí),通過對(duì)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。










