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變頻器技術的現狀與發展

放大字體  縮小字體 發布日期:2015-06-29  來源:中國自動化網  作者:[db:作者]
核心提示:  運行,使其耗電量實現隨負荷大小而變化,則可節約大量能源。  速運行的方式很多,其中變頻調速優于以往任何種交流調速方式,是當今國際上項效益最高性能最好應用最廣制功率電子和電機傳動技術實現了工業交流電

  運行,使其耗電量實現隨負荷大小而變化,則可節約大量能源。

  速運行的方式很多,其中變頻調速優于以往任何種交流調速方式,是當今國際上項效益最高性能最好應用最廣制功率電子和電機傳動技術實現了工業交流電機的無級調速。在國外尤其是在日美德英等工業發達國家獲得了廣泛的應用,是自動化電力拖動的發展方向。

  率成正比關系,所以改變輸入電源這也就達到了交流電機的調速要求。但在許多條件下,為了保持在調速時電機的最大轉矩不變,必須維持電機的磁通量恒定,因此定子器就是利用變頻調速技術開發的典型產品,兼有調頻調壓兩種功能,通常稱為31316,1也稱作交直交變頻器。其工作原理為工頻電源3 50他通過整流器部分,整流為固定的直流電壓,然后應用6個大功率晶體管6106或168組成具有正弦波脈寬調制功能的相橋式逆變器,將直流電逆變成具有可變電壓和可變頻率的交流電源。

  由于采用了微處理器編程的正弦波脈寬調制8,方法,電流輸出波形近似于正弦波,故可用于驅動普通型交流異步電機或變頻專用電機實現無級調速。

  在眾多調速技術中,變頻器之所以受人矚目,是因為它能根據負載的變化使電機實現自動平滑的增速或減速,調速特性基本保持了異步電機固有轉差率小的特點,因而其效高范圍寬精度高且能無級調速,是異步電機最理想的調速方法,尤其適用于水泵和風機,與傳統的門檔板調節相比,節電率高達4,以上,同時這些領域對變頻器性能的要求不高,只需模擬從數百瓦的伺服系統到數萬千瓦圍調速到高精度快響應大范圍調速系統,從單機傳動到多機協調聯動,從紡織印染到交通運輸,從飼料和食品加工到鋼鐵冶練等凡用電機的場合,由于變頻器的使用,都把調速效率和精度提高到前所未有的水平。變頻器也可廣泛3PJZ變頻調速是通過改變定子供電頻率來達到電機調速的目的。由于異步電機的同步轉速與輸入電源頻應用于精密加工設備自動生產線機器人等高新領域,是微電子與生產機械即信息與物質生產間20世紀50年代末,隨著50尺科技舞臺,靜止可控整流直流調速成為調速系統中的主力軍。但由于直流單機造價高炭刷接觸易產生炭粉從而引起環火,需時常清理,維修不便,工礦交流電需變成直流供電等原因,促進了交流調速技術其中交流串級變極調速等均因具有定節電效果而得以應用。直到20世紀80年代中期由于第代功率電子器件如6106丁尺MOSFETIGBT的出現,隨即研發出把功率等級不同的驅動保護自我檢測功率輸出集于體取得了突破性進展,調速技術面貌煥然新。變頻器特別適于流量要求不穩定變化范圍較大需經常調節的場合,由于其改造技術簡便運行及維修費少,故經濟效益可觀。如將臺154kW的變頻器用于水泵的調速,每小時可節電近60讓界。1節電率達68.5;在鍋爐引風機上安裝臺22的變頻器,節電率也可達30,節電效果十分顯著。

  隨著工業自動化程度的不斷提高和能源全球性短缺趨勢的加劇,變頻器越來越廣泛地應用在機械紡織化工造紙冶金食品等各個行業以及風機水泵等設備的節能場合,取得了明顯的經濟效益和社會效益。日本現年產100以下的中小功率變頻器己達幾百萬臺,除日本之外,美英德法意等工業發達國家目前也都己形成了較完整的變頻器技術產業體系。

  近年來由于控制理論微電子技術和高達100008000以上56扣的開發以及串并聯技術的發展應用,促進局壓局功率高精度多功能智能化變頻器產品的,世,如美國8公司己開發生產出電壓為2400,6900功率達10000的5,尺變頻器。此外,日本的富士菱東芝安日立美國的證,歐洲的西門子888即5等公〃也都有類似產品上市。這些高精度多功能智能化的產品進步擴大了變頻器的應用領域,使變頻器市場更為興旺繁榮。

  功率逆變器件的大功率變頻調速裝置或系統,其輸入電源電壓為發展完善以610模塊為功率逆變器件的中小功率變頻器,其輸入電源電壓為,460,功率為0.4,400kW,這是近年來中小規律性變頻器的主體。

  研制生產和推廣應用以168,1等新器件為基礎的新代高載波低噪聲變頻器,其輸入電壓般為0,1200,功率等級目前己達1200kW甚至更高。

  國外變頻器產業的興起和發展也引起了中國有關部門的關注。中國國務院能源部原電子部等對這項高節電高效率能大幅度改善工藝性能的新技術極為重視。

  1987年專門成立了國家級功率電子技術發展規劃組,制定開發以變頻器為主的變頻調速發展規劃。同年,國務院和國家經委又在有關文件中強調應將交流電機的調速節電作為重點措施認真推廣。原電子部在電子工業九規劃中也將以變頻器為代的節能電子技術列為發展重點之,希望通過對70中國現有100余家科研生產單位在從事變頻器技術的研宄與產品生產,個別廠家還從日美等國引進了較為先進的變頻器生產線。與國外相比,中國變頻器產業的發展還不盡如人意,仍存在許多問和困難,集中體現在變頻器技術產業尚顯稚嫩產品技術水平和檔次很低如功率等級大多在150kW以下相關配套產業,所用功率電子器件和半導體器件制造業基礎薄弱等方面。然而從市場來看,其應用在各個領域己逐漸展開。中國僅水泵和風機就有4000余萬臺套,如果其中70的產品進行變頻調速改造,那么就需要變頻器近3000萬臺套,故市場潛力極大。但如果現在還不努力壯大國內變頻器產業,并以變頻器推進整個變頻調速產業發展,則中國勢必會失去大好發展良機,正趨上升的國內市場也勢必為國外產品所占據。據悉,目前中國用于購置變頻器的費用雖高達數億元,但真正用于購買國產變頻器的僂用僅占8左右,這無疑值得中國變頻器行業的經營者深思。

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