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在電源方面,每個人都可能知道變頻器和變頻電源是給電器充電的輔助設備,但是許多人不了解什么是變頻電源,什么是變頻器。隨著時代的不斷進步,電器也會在不斷的更新,輔助設備也在不斷的發生改變,下面我們將詳細介紹變頻器與變頻電源的區別以及如何選購變頻器。
首先來了解一下,什么是變頻電源?變頻電源將主電源的交流電從AC→DC→AC轉換為純正弦波。輸出頻率和電壓可以在特定范圍內調節。與用于電動機速度控制的變頻調速器不同,它也不同于普通的交流電源。理想的交流電源具有頻率穩定,電壓穩定,內部電阻為零以及電壓波形純正弦波(無失真)的特點。變頻電源非常接近理想的社會交流電源,因此先進的文化發展地區越來越多的使用變頻電源作為標準電源,為公用事業提供了優越的電網環境,它有助于對電氣設備技術產品性能進行客觀評估。根據結構的不同,變頻電源有倆種類型,即線性放大型和SPWM開關型。
什么是變頻器?變頻器由AC-DC-AC(調制波)等電路組成,變頻器的標準名稱為變頻調速器。它的輸出電壓波形是一個方波脈沖和多個高次諧波分量,電壓和頻率沒有單獨調整,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機的速度調節。
由于變頻電源的整個電路由信息交換-DC-AC-濾波等部分組成,因此輸出電壓和電流的信號波形為純正弦波,使其成為社會上理想的AC電源系統。非常容易接近社會理想的交流進行供電系統電源。
變頻器的原理和主要功能:變頻器是一種電能控制設備,它使用功率半導體器件的開/關操作將工業電源的功率轉換為另一個頻率。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整流器整流成直流電,然后再通過逆變器將直流電源變成頻率和電壓都可變的交流電。
變頻器選購技巧分享,選型時要確定以下幾點:
1) 采用變頻的目的;恒壓控制或恒流控制等。
2) 變頻器的負載類型;如葉片泵或容積泵等,特別注意負載的性能曲線,性能曲線決定了應用時的方式方法。
3) 變頻器與負載的匹配問題;
I.電壓匹配;變頻器的額定電壓與負載的額定電壓相符。
II. 電流匹配;普通的離心泵,變頻器的額定電流與電機的額定電流相符。對于特殊的負載如深水泵等則需要參考電機性能參數,以Z大電流確定變頻器電流和過載能力。
III.轉矩匹配;這種情況在恒轉矩負載或有減速裝置時有可能發生。
4) 在使用變頻器驅動高速電機時,由于高速電機的電抗小,高次諧波增加導致輸出電流值增大。因此用于高速電機的變頻器的選型,其容量要稍大于普通電機的選型。
5) 變頻器如果要長電纜運行時,此時要采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響,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) 對于一些特殊的應用場合,如高溫,高海拔,此時會引起變頻器的降容,變頻器容量要放大一擋。
變頻器的選購策略:
1)負載選購
電動機所帶動的負載不一樣,對變頻器的要求也不一樣。
A:風機和水泵是Z普通的負載:對變頻器的要求Z為簡單,只要變頻器容量等于電動機容量即可(空壓機、深水泵、泥沙泵、快速變化的音樂噴泉需加大容量)。
B:起重機類負載:這類負載的特點是啟動時沖擊很大,因此要求變頻器有一定余量。同時,在重物下放肘,會有能量回饋,因此要使用制動單元或采用共用母線方式。
C:不均行負載:有的負載有時輕,有時重,此時應按照重負載的情況來選擇變頻器容量,例如軋鋼機機械、粉碎機械、攪拌機等。
D:大慣性負載:如離心機、沖床、水泥廠的旋轉窯,此類負載慣性很大,因此啟動時可能會振蕩,電動機減速時有能量回饋。應該用容量稍大的變頻器來加快啟動,避免振蕩。配合制動單元消除回饋電能。
2)生產選購
用戶應根據生產機械的具體情況選購
如果是挖土機,應選擇具有轉矩控制功能的高功能專用型變頻器,因為這種變頻器低速轉矩大,靜態機械特性硬度大,不怕負載沖擊,可以通過加大電動機和變頻器容量的辦法,提高低速轉矩;
如果是控制壓縮機,由于壓縮機的轉矩特性比較復雜,尤其是起動轉矩很大,因此應選擇轉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、化纖設備用,應選擇高精度、高響應特性的閉環矢量變頻器。
3)可靠性選購
根據可靠性選購變頻器,采用變頻器的目的就是提高生產效率,如果性能雖好但可靠性不好,經常出問題,那就得不償失。我國國土遼闊,南方地區常年高溫潮濕,沿海地區則以鹽腐蝕為主,這些都會造成設備絕緣下降,北方氣候干燥,容易產生靜電,冬夏溫差大,還有每個企業的生產環境更是千差萬別,這些因素都是在選購變頻器時應考慮的。有的變頻器性能雖然很好,但環境適應能力差,就有可能經常出故障影響生產。
4)價格選購
根據價格選購變頻器,這是選購變頻器時主要考慮的因素,但如果片面追求低價格,往往會導致質量與可靠性的下降,因為變頻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間內使用不會發現有什么問題,但是由于模塊的功率余量降低了,一旦碰上電機堵轉、電網瞬時高電壓、持續高溫等情況,就很容易損壞。
5)功率選購
根據功率模塊選購變頻器,現已普遍的變頻器關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,但由于模塊內部具有過流、短路、欠壓、輸出接地、過熱等保護功能,一旦發生異常,模塊內部立即自行保護,然后再通過外部保護電路進行二次保護,燒模塊的可能性大為降低,可靠性顯著提高。而采用GTR模塊的產品,由于GTR自身無保護功能,外部保護電路和推動電路又很復雜,一旦保護跟不上,模塊頃刻間就燒毀。有的廠家為了降低成本,仍采用GTR模塊,這也是選購變頻器時需要注意的。
在安裝變頻器時也要注意,安裝地點必需符合標準環境的要求,否則易引起故障或縮短使用壽命;變頻器與驅動馬達之間的距離一般不超過50米,若需更長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轉。