http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 19:44:51 來源:網絡
20世紀70年代後,大規模集成電路和計算機控製技術的發展,以及現代控製理論的應用,使得交流電力拖動係統逐步具備了寬的調速範圍、高的穩速範圍、高的穩速精度、快(kuai)的(de)動(dong)態(tai)響(xiang)應(ying)以(yi)及(ji)在(zai)四(si)象(xiang)限(xian)作(zuo)可(ke)逆(ni)運(yun)行(xing)等(deng)良(liang)好(hao)的(de)技(ji)術(shu)性(xing)能(neng),在(zai)調(tiao)速(su)性(xing)能(neng)方(fang)麵(mian)可(ke)以(yi)與(yu)直(zhi)流(liu)電(dian)力(li)拖(tuo)動(dong)媲(pi)美(mei)。在(zai)交(jiao)流(liu)調(tiao)速(su)技(ji)術(shu)中(zhong),變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)具(ju)有(you)絕(jue)對(dui)優(you)勢(shi),並(bing)且(qie)它(ta)的(de)調(tiao)速(su)性(xing)能(neng)與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)不(bu)斷(duan)完(wan)善(shan),價(jia)格(ge)不(bu)斷(duan)降(jiang)低(di),特(te)別(bie)是(shi)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)節(jie)電(dian)效(xiao)果(guo)明(ming)顯(xian),而(er)且(qie)易(yi)於(yu)實(shi)現(xian)過(guo)程(cheng)自(zi)動(dong)化(hua),深(shen)受(shou)工(gong)業(ye)行(xing)業(ye)的(de)青(qing)睞(lai)。
1. 交流變頻調速的優異特性
(1) 調速時平滑性好,效率高。低速時,特性靜關率較高,相對穩定性好。
(2) 調速範圍較大,精度高。
(3) 起動電流低,對係統及電網無衝擊,節電效果明顯。
(4) 變頻器體積小,便於安裝、調試、維修簡便。
(5) 易於實現過程自動化。
(6) 必須有專用的變頻電源,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,變頻調速最具優勢。這裏僅就交流變頻調速係統與直流調速係統做一比較。
在直流調速係統中,由於直流電動機具有電刷和整流子,因而必須對其進行檢查,電機安裝環境受到限製。例如:不能在有易爆氣體及塵埃多的場合使用。此外,也限製了電機向高轉速、大容量發展。而交流電機就不存在這些問題,主要表現為以下幾點:
第一,直流電機的單機容量一般為12 - 14MW,還常製成雙電樞形式,而交流電機單機容量卻可以數倍於它。
第二,直流電機由於受換向限製,其電樞電壓最高隻能做到一千多伏,而交流電機可做到6 - 10kV。第(di)三(san),直(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)受(shou)換(huan)向(xiang)器(qi)部(bu)分(fen)機(ji)械(xie)強(qiang)度(du)的(de)約(yue)束(shu),其(qi)額(e)定(ding)轉(zhuan)速(su)隨(sui)電(dian)機(ji)額(e)定(ding)功(gong)率(lv)而(er)減(jian)小(xiao),一(yi)般(ban)僅(jin)為(wei)每(mei)分(fen)鍾(zhong)數(shu)百(bai)轉(zhuan)到(dao)一(yi)千(qian)多(duo)轉(zhuan),而(er)交(jiao)流(liu)電(dian)機(ji)的(de)達(da)到(dao)每(mei)分(fen)鍾(zhong)數(shu)千(qian)轉(zhuan)。第(di)四(si),直(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)的(de)體(ti)積(ji)、重量、價(jia)格(ge)要(yao)比(bi)同(tong)等(deng)容(rong)量(liang)的(de)交(jiao)流(liu)電(dian)機(ji)大(da)。最(zui)後(hou),特(te)別(bie)要(yao)指(zhi)出(chu)的(de)是(shi)交(jiao)流(liu)調(tiao)速(su)係(xi)統(tong)在(zai)節(jie)約(yue)能(neng)源(yuan)方(fang)麵(mian)有(you)著(zhe)很(hen)大(da)的(de)優(you)勢(shi)。一(yi)方(fang)麵(mian),交(jiao)流(liu)拖(tuo)動(dong)的(de)負(fu)荷(he)在(zai)總(zong)用(yong)電(dian)量(liang)中(zhong)占(zhan)一(yi)半(ban)或(huo)一(yi)半(ban)以(yi)上(shang)的(de)比(bi)重(zhong),這(zhe)類(lei)負(fu)荷(he)實(shi)現(xian)節(jie)能(neng),可(ke)以(yi)獲(huo)得(de)十(shi)分(fen)可(ke)觀(guan)的(de)節(jie)電(dian)效(xiao)益(yi)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian),交(jiao)流(liu)拖(tuo)動(dong)本(ben)身(shen)存(cun)在(zai)可(ke)以(yi)挖(wa)掘(jue)的(de)節(jie)電(dian)潛(qian)力(li)。在(zai)交(jiao)流(liu)調(tiao)速(su)係(xi)統(tong)中(zhong),選(xuan)用(yong)電(dian)機(ji)時(shi)往(wang)往(wang)留(liu)有(you)一(yi)定(ding)餘(yu)量(liang),電(dian)機(ji)又(you)不(bu)總(zong)是(shi)在(zai)最(zui)大(da)負(fu)荷(he)情(qing)況(kuang)下(xia)運(yun)行(xing);如果利用變頻調速技術,輕載時,通過對電機轉速進行控製,就能達到節電的目的。工業上大量使用風機、水泵、壓縮機等,其用電量約占工業用電量的50%;如果采用變頻調速技術,既可大大提高其效率,又可減少10%的電能消耗。
3. 合理應用
交流變頻調速技術在工業發達國已得到廣泛應用。美國有60% - 65%的發電量用於電機驅動,由於有效地利用了變頻調速技術,僅工業傳動用電就節約了15% - 20%的電量。
采用變頻調速,一是根據要求調速用,二是節能。它主要基於下麵幾個因素:
(1) 變頻調速係統自身損耗小,工作效率高。
(2) 電機總是保持在低轉差率運行狀態,減小轉子損耗。
(3) 可實現軟啟、製動功能,減小啟動電流衝擊。
在采用變頻調速時,需從工藝要求、節約效益、投資回收期等各方麵考慮。如果僅從工藝要求、節約效益考慮,下麵幾種情況選用變頻調速較有利:
根據工藝要求,生產線或單台設備需要按程序或按要求調整電機速度的。如:baozhuangjichuansongxitong,genjubutongpinzhongdechanpin,xuyaogaibianxitongchuansongsudu,shiyongbianpintiaosukeshitiaosukongzhixitongjiegoujiandan,kongzhizhunque,bingyiyushixianchengxukongzhi。
用變頻調速代替機械變速。如:機床,不僅可以省去複雜的齒輪變速箱,還能提高精度、滿足程序控製要求。
用變頻調速代替用閘門或擋板調整流量適於風機、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製,不僅省去了伺服放大器、電動操作器、電動執行器和給水閥門(或擋風板),而且使得整個鍋爐鍋爐控製係統得到了快速的動態響應、高的控製精度和穩定性。
4. 變頻器容量的確定
變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)是(shi)通(tong)過(guo)變(bian)頻(pin)器(qi)來(lai)實(shi)現(xian)的(de),對(dui)於(yu)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)容(rong)量(liang)確(que)定(ding)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。合(he)理(li)的(de)容(rong)量(liang)選(xuan)擇(ze)本(ben)身(shen)就(jiu)是(shi)一(yi)種(zhong)節(jie)能(neng)降(jiang)耗(hao)措(cuo)施(shi)。根(gen)據(ju)現(xian)有(you)資(zi)料(liao)和(he)經(jing)驗(yan),比(bi)較(jiao)簡(jian)便(bian)的(de)方(fang)法(fa)有(you)三(san)種(zhong):
(1) 電機實際功率確定發 首先測定電機的實際功率,以此來選用變頻器的容量。
(2) 公式法 設安全係數取1.05,則變頻器的容量Pb為Pb = 1.05Pm/hm×cosy (kW)
式中,Pm為電機負載;hm為電機功率。
計算出Pb後,按變頻器產品目錄可選出具體規格。
In為第n台電動機的額定電流,n為電機的台數。在任何情況下,都不能在連續使用時超過額定電流I。
(3) 電機額定電流法變頻器 變頻器容量選定過程,實際上是一個變頻器與電機的最佳匹配過程,最常見、也(ye)較(jiao)安(an)全(quan)的(de)是(shi)使(shi)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)容(rong)量(liang)大(da)於(yu)或(huo)等(deng)於(yu)電(dian)機(ji)的(de)額(e)定(ding)功(gong)率(lv),但(dan)實(shi)際(ji)匹(pi)配(pei)中(zhong)要(yao)考(kao)慮(lv)電(dian)機(ji)的(de)實(shi)際(ji)功(gong)率(lv)與(yu)額(e)定(ding)功(gong)率(lv)相(xiang)差(cha)多(duo)少(shao),通(tong)常(chang)都(dou)是(shi)設(she)備(bei)所(suo)選(xuan)能(neng)力(li)偏(pian)大(da),而(er)實(shi)際(ji)需(xu)要(yao)的(de)能(neng)力(li)小(xiao),因(yin)此(ci)按(an)電(dian)機(ji)的(de)實(shi)際(ji)功(gong)率(lv)選(xuan)擇(ze)變(bian)頻(pin)器(qi)是(shi)合(he)理(li)的(de),避(bi)免(mian)選(xuan)用(yong)的(de)變(bian)頻(pin)器(qi)過(guo)大(da),使(shi)投(tou)資(zi)增(zeng)大(da)。
suiranbianpintiaosuyouzhuduoyoudian,danyeyouqibuliyinsu,zhuyaowentishidianliuzhonghangaocixiebojiaoduo,chuduidianwangyouwuranwai,yeshidianjizishenzengjiasunhao,yinqidianjifare。zaiyou,bianpinqijiagegui、投資回收器長、技術複雜、尤其在實現閉環自動控製時,還需進行技術處理。
此外,不是任何情況下變頻器都節電,如果電機負載變化不大,或深井泵配有水塔,節電、節水效果都不大,就不宜使用變頻調速。