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在電源方面,每個(gè)人都可能知道變頻器和變頻電源是給電器充電的輔助設(shè)備,但是許多人不了解什么是變頻電源,什么是變頻器。隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步,電器也會(huì)在不斷的更新,輔助設(shè)備也在不斷的發(fā)生改變,下面我們將詳細(xì)介紹變頻器與變頻電源的區(qū)別以及如何選購(gòu)變頻器。
首先來(lái)了解一下,什么是變頻電源?變頻電源將主電源的交流電從AC→DC→AC轉(zhuǎn)換為純正弦波。輸出頻率和電壓可以在特定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。與用于電動(dòng)機(jī)速度控制的變頻調(diào)速器不同,它也不同于普通的交流電源。理想的交流電源具有頻率穩(wěn)定,電壓穩(wěn)定,內(nèi)部電阻為零以及電壓波形純正弦波(無(wú)失真)的特點(diǎn)。變頻電源非常接近理想的社會(huì)交流電源,因此先進(jìn)的文化發(fā)展地區(qū)越來(lái)越多的使用變頻電源作為標(biāo)準(zhǔn)電源,為公用事業(yè)提供了優(yōu)越的電網(wǎng)環(huán)境,它有助于對(duì)電氣設(shè)備技術(shù)產(chǎn)品性能進(jìn)行客觀評(píng)估。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同,變頻電源有倆種類型,即線性放大型和SPWM開關(guān)型。
什么是變頻器?變頻器由AC-DC-AC(調(diào)制波)等電路組成,變頻器的標(biāo)準(zhǔn)名稱為變頻調(diào)速器。它的輸出電壓波形是一個(gè)方波脈沖和多個(gè)高次諧波分量,電壓和頻率沒(méi)有單獨(dú)調(diào)整,而是成比例地變化,不能滿足交流電源要求。通常,它不能用作電源,通常僅用于三相異步電動(dòng)機(jī)的速度調(diào)節(jié)。
由于變頻電源的整個(gè)電路由信息交換-DC-AC-濾波等部分組成,因此輸出電壓和電流的信號(hào)波形為純正弦波,使其成為社會(huì)上理想的AC電源系統(tǒng)。非常容易接近社會(huì)理想的交流進(jìn)行供電系統(tǒng)電源。
變頻器的原理和主要功能:變頻器是一種電能控制設(shè)備,它使用功率半導(dǎo)體器件的開/關(guān)操作將工業(yè)電源的功率轉(zhuǎn)換為另一個(gè)頻率。它可以分為AC-AC變頻器和AC-DC-AC變頻器。 AC-AC變頻器可以將交流電直接轉(zhuǎn)換為頻率和電壓可變的交流電。 AC-DC-AC變頻器首先將交流電整流為通過(guò)整流器整流成直流電,然后再通過(guò)逆變器將直流電源變成頻率和電壓都可變的交流電。
變頻器選購(gòu)技巧分享,選型時(shí)要確定以下幾點(diǎn):
1) 采用變頻的目的;恒壓控制或恒流控制等。
2) 變頻器的負(fù)載類型;如葉片泵或容積泵等,特別注意負(fù)載的性能曲線,性能曲線決定了應(yīng)用時(shí)的方式方法。
3) 變頻器與負(fù)載的匹配問(wèn)題;
I.電壓匹配;變頻器的額定電壓與負(fù)載的額定電壓相符。
II. 電流匹配;普通的離心泵,變頻器的額定電流與電機(jī)的額定電流相符。對(duì)于特殊的負(fù)載如深水泵等則需要參考電機(jī)性能參數(shù),以最大電流確定變頻器電流和過(guò)載能力。
III.轉(zhuǎn)矩匹配;這種情況在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或有減速裝置時(shí)有可能發(fā)生。
4) 在使用變頻器驅(qū)動(dòng)高速電機(jī)時(shí),由于高速電機(jī)的電抗小,高次諧波增加導(dǎo)致輸出電流值增大。因此用于高速電機(jī)的變頻器的選型,其容量要稍大于普通電機(jī)的選型。
5) 變頻器如果要長(zhǎng)電纜運(yùn)行時(shí),此時(shí)要采取措施抑制長(zhǎng)電纜對(duì)地耦合電容的影響,避免變頻器出力不足,所以在這樣情況下,變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。
6) 對(duì)于一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合,如高溫,高海拔,此時(shí)會(huì)引起變頻器的降容,變頻器容量要放大一擋。
變頻器的選購(gòu)策略:
1)負(fù)載選購(gòu)
電動(dòng)機(jī)所帶動(dòng)的負(fù)載不一樣,對(duì)變頻器的要求也不一樣。
A:風(fēng)機(jī)和水泵是最普通的負(fù)載:對(duì)變頻器的要求最為簡(jiǎn)單,只要變頻器容量等于電動(dòng)機(jī)容量即可(空壓機(jī)、深水泵、泥沙泵、快速變化的音樂(lè)噴泉需加大容量)。
B:起重機(jī)類負(fù)載:這類負(fù)載的特點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)沖擊很大,因此要求變頻器有一定余量。同時(shí),在重物下放肘,會(huì)有能量回饋,因此要使用制動(dòng)單元或采用共用母線方式。
C:不均行負(fù)載:有的負(fù)載有時(shí)輕,有時(shí)重,此時(shí)應(yīng)按照重負(fù)載的情況來(lái)選擇變頻器容量,例如軋鋼機(jī)機(jī)械、粉碎機(jī)械、攪拌機(jī)等。
D:大慣性負(fù)載:如離心機(jī)、沖床、水泥廠的旋轉(zhuǎn)窯,此類負(fù)載慣性很大,因此啟動(dòng)時(shí)可能會(huì)振蕩,電動(dòng)機(jī)減速時(shí)有能量回饋。應(yīng)該用容量稍大的變頻器來(lái)加快啟動(dòng),避免振蕩。配合制動(dòng)單元消除回饋電能。
2)生產(chǎn)選購(gòu)
用戶應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的具體情況選購(gòu)
如果是挖土機(jī),應(yīng)選擇具有轉(zhuǎn)矩控制功能的高功能專用型變頻器,因?yàn)檫@種變頻器低速轉(zhuǎn)矩大,靜態(tài)機(jī)械特性硬度大,不怕負(fù)載沖擊,可以通過(guò)加大電動(dòng)機(jī)和變頻器容量的辦法,提高低速轉(zhuǎn)矩;
如果是控制壓縮機(jī),由于壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性比較復(fù)雜,尤其是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩很大,因此應(yīng)選擇轉(zhuǎn)矩特性好和具有限流功能的高性能矢量變頻器。如果是造紙、化纖設(shè)備用,應(yīng)選擇高精度、高響應(yīng)特性的閉環(huán)矢量變頻器。
3)可靠性選購(gòu)
根據(jù)可靠性選購(gòu)變頻器,采用變頻器的目的就是提高生產(chǎn)效率,如果性能雖好但可靠性不好,經(jīng)常出問(wèn)題,那就得不償失。我國(guó)國(guó)土遼闊,南方地區(qū)常年高溫潮濕,沿海地區(qū)則以鹽腐蝕為主,這些都會(huì)造成設(shè)備絕緣下降,北方氣候干燥,容易產(chǎn)生靜電,冬夏溫差大,還有每個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境更是千差萬(wàn)別,這些因素都是在選購(gòu)變頻器時(shí)應(yīng)考慮的。有的變頻器性能雖然很好,但環(huán)境適應(yīng)能力差,就有可能經(jīng)常出故障影響生產(chǎn)。
4)價(jià)格選購(gòu)
根據(jù)價(jià)格選購(gòu)變頻器,這是選購(gòu)變頻器時(shí)主要考慮的因素,但如果片面追求低價(jià)格,往往會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量與可靠性的下降,因?yàn)樽冾l器中的功率器件和主回路電解電容約占70%的成本,有些廠家為了降低成本,用耐壓1000伏的模塊代替1200伏的模塊,用電流25A的代替30A的,用普通低頻電解電容代替變頻器專用高頻電解電容,這種變頻器在正常情況下或短時(shí)間內(nèi)使用不會(huì)發(fā)現(xiàn)有什么問(wèn)題,但是由于模塊的功率余量降低了,一旦碰上電機(jī)堵轉(zhuǎn)、電網(wǎng)瞬時(shí)高電壓、持續(xù)高溫等情況,就很容易損壞。
5)功率選購(gòu)
根據(jù)功率模塊選購(gòu)變頻器,現(xiàn)已普遍的變頻器關(guān)鍵器件的功率模塊是IGBT模塊和IPM智能功率模塊,特別是IPM模塊,雖然成本較高,但由于模塊內(nèi)部具有過(guò)流、短路、欠壓、輸出接地、過(guò)熱等保護(hù)功能,一旦發(fā)生異常,模塊內(nèi)部立即自行保護(hù),然后再通過(guò)外部保護(hù)電路進(jìn)行二次保護(hù),燒模塊的可能性大為降低,可靠性顯著提高。而采用GTR模塊的產(chǎn)品,由于GTR自身無(wú)保護(hù)功能,外部保護(hù)電路和推動(dòng)電路又很復(fù)雜,一旦保護(hù)跟不上,模塊頃刻間就燒毀。有的廠家為了降低成本,仍采用GTR模塊,這也是選購(gòu)變頻器時(shí)需要注意的。
在安裝變頻器時(shí)也要注意,安裝地點(diǎn)必需符合標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境的要求,否則易引起故障或縮短使用壽命;變頻器與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)之間的距離一般不超過(guò)50米,若需更長(zhǎng)的距離則需降低載波頻率或增加輸出電抗器選件才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。