變頻電源是將市電中的交流電經(jīng)過AC→DC→AC變換, 輸出為純凈的正弦波,輸出頻率和電壓 一定范圍內(nèi)可調(diào)。它有別于用于電機(jī)調(diào)速用的變頻調(diào)速控制器,也有別于普通交流穩(wěn)壓電源。理想的交流電源的特點(diǎn)是頻率穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、內(nèi)阻等于零、電壓波形為純正弦波(無失真)。變頻電源十分接近于理想交流電源,因此,先進(jìn)發(fā)達(dá)國家越來越多地將變頻電源用作標(biāo)準(zhǔn)供電電源,以便為用電器提供最優(yōu)良的供電環(huán)境,便于客觀考核用電器的技術(shù)性能。 變頻電源主要有二大種類:線性放大型和SPWM開關(guān)型。
變頻電源的特點(diǎn)
提供世界各國標(biāo)準(zhǔn)電源、穩(wěn)定純凈正弦波,模擬測(cè)試各種電器產(chǎn)品16位微控制器(模擬)控制,輸出電壓、頻率智能(模擬)控制,操作靈活方便高頻PWM設(shè)計(jì),以IGBT做功率推動(dòng),體積小,噪音低
獨(dú)特的瞬時(shí)值控制方式,可預(yù)先設(shè)定標(biāo)稱電壓-10%~-30%及+10%~+25%,控制精度高,波形品質(zhì)好,可適應(yīng)各種負(fù)載效率高達(dá)85%以上,適用負(fù)載廣,負(fù)載功率因數(shù)±0.5~1.0均可暫態(tài)反應(yīng)快速,對(duì)100%的加載或去載,穩(wěn)壓反應(yīng)時(shí)間在2ms以內(nèi)過載能力強(qiáng),瞬間電源能承受額定電流300%具過高電流、超載、超溫等多重保護(hù)及告警電壓(V)、電流(A)、頻率(HZ)、功率(W)、功率因數(shù)(PF)全部問LED數(shù)碼管顯示,簡單易讀,高解析度輸出電壓0~150V/0~300V兩檔可調(diào)輸出頻率45HZ~65HZ、50HZ、60HZ、2F、4F、400HZ低失真干擾,輸入/輸出完全隔離,安全可靠適用范圍廣,可廣泛用于需變頻變壓場(chǎng)所單相500VA~500KVA,三相3KVA~1600KVA,可承接特殊規(guī)格定制。
變頻電源的種類
變頻電源裝置主要分為交—直—交變頻和交—交變頻兩大類,交—直—交變頻又可分為電壓型和電流型兩大類,交—交變頻多為電壓型,也有少量使用電流型。
變頻電源控制方式分為電壓型、電流型、脈沖寬度調(diào)制型等。其主回路的拓?fù)?、控制策略都有多種方式可以選擇,如功率器件有scr(晶閘管,thyristor)、gto(門極關(guān)斷晶閘管,gateturn-offthyristor)、igbt(絕緣柵雙極晶體管,insulated-gatebipolartransistor)、igct(集成門極換流晶閘管,integratedgatecommutatedthyristor,是一種新型半導(dǎo)體功率器件,在gto的基礎(chǔ)發(fā)展起來的)等;主回路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可選擇兩電平、三電平、負(fù)載換相式scr電流型變頻器等,控制策略可選擇v/f控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制、脈沖寬度調(diào)制(pwm)或脈沖幅度調(diào)制(pam)等;電壓也有高壓(3~6kv,主要是大容量的同步或異步電動(dòng)機(jī))、中壓或抵壓(如一般的小功率380v和軋鋼輔傳動(dòng)的電動(dòng)機(jī))等。此外,變頻調(diào)速還有變極調(diào)速,無級(jí)調(diào)速還有矢量控制方式、變壓變頻(vvvf)控制方式等,價(jià)格極為不同,如何選擇是一大問題。表3示出了我國寶鋼從日本引進(jìn)的于1989年投產(chǎn)的1900mm板坯連鑄全交流方式。從表中可以看出,變頻調(diào)速采用變極、vvvf和矢量變換控制三種方式,在調(diào)速要求不需無級(jí)的只須有限變速的采用變極控制方式,要求速度控制不嚴(yán)格的如輥道速度控制采用變壓變頻(vvvf)方式,要求速度控制嚴(yán)格的才采用矢量變換控制方式,這樣目的是節(jié)約投資和簡化維護(hù),這種按工藝要求選擇變頻器的方法可作為為其他車間交流化作為準(zhǔn)則,如燒結(jié)的全交流化,其配料的變頻電源采用vvvf方式,臺(tái)車采用矢量變換控制方式。
變頻電源的應(yīng)用
變頻電源的應(yīng)用領(lǐng)域
由于世界各國電網(wǎng)指標(biāo)不統(tǒng)一,出口電器廠商需要電源模擬不同國家的電網(wǎng)狀況,為工程師在設(shè)計(jì)開發(fā)、生產(chǎn)線測(cè)試及品保的產(chǎn)品檢測(cè)、壽命、過高壓/低壓模擬測(cè)試等應(yīng)用中提供純凈可靠的、低諧波失真、高穩(wěn)定的頻率和穩(wěn)壓率的正弦波電力輸出;進(jìn)口原裝電器、設(shè)備的用戶也需要對(duì)我國電網(wǎng)進(jìn)行變壓、變頻以保證進(jìn)口電器、設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn);滿足航空電子及軍事設(shè)備高頻的需求。
主要用于制造或出口貿(mào)易商對(duì)出口電器產(chǎn)品的用電檢測(cè)、調(diào)試及用于精密儀器的供電電源。廣泛適用于家電制造業(yè)、電機(jī)、電子制造業(yè)、IT產(chǎn)業(yè)、電腦設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室等。
★ 家電業(yè)制造商如:空調(diào)設(shè)備、咖啡機(jī)、洗衣機(jī)、榨汁機(jī)、微波爐、收錄音機(jī)、冰箱、DVD、洗塵器、電動(dòng)剃須刀等產(chǎn)品的測(cè)試電源。
★ 電機(jī)、電子業(yè)制造商如:交換式電源供應(yīng)器、變壓器、電子安定器、AC風(fēng)扇、不斷電系統(tǒng)、充電器、繼電器、壓縮機(jī)、馬達(dá)、被動(dòng)元件等產(chǎn)品的測(cè)試電源。
★ IT產(chǎn)業(yè)及電腦設(shè)備制造商如:傳真機(jī)、影印機(jī)、碎紙機(jī)、印表機(jī)、掃描器、燒錄機(jī)、伺服器、顯示器等產(chǎn)品的測(cè)試電源。
★ 實(shí)驗(yàn)室及測(cè)試單位如:交流電源測(cè)試、產(chǎn)品壽命及安全測(cè)試、電磁相容測(cè)試、OQC(FQC)測(cè)試、產(chǎn)品測(cè)試及研發(fā)、研究單位最佳交流電源。
★ 航空/軍事單位如:機(jī)場(chǎng)地面設(shè)施、船舶、航天、軍事研究所等的測(cè)試電源。
采用變頻電源穩(wěn)壓器調(diào)速,一是根據(jù)要求調(diào)速用,二是節(jié)能。它主要基于下面幾個(gè)因素:
1) 變頻調(diào)速系統(tǒng)自身損耗小,工作效率高。
2) 電機(jī)總是保持在低轉(zhuǎn)差率運(yùn)行狀態(tài),減小轉(zhuǎn)子損耗。
3) 可實(shí)現(xiàn)軟啟、制動(dòng)功能,減小啟動(dòng)電流沖擊。
在采用變頻電源調(diào)速時(shí),需從工藝要求、節(jié)約效益、投資回收期等各方面考慮。如果僅從工藝要求、節(jié)約效益考慮,下面幾種情況選用變頻調(diào)速較有利:
F根據(jù)工藝要求,生產(chǎn)線或單臺(tái)設(shè)備需要按程序或按要求調(diào)整電機(jī)速度的。如:包裝機(jī)傳送系統(tǒng),根據(jù)不同品種的產(chǎn)品,需要改變系統(tǒng)傳送速度,使用變頻調(diào)速可使調(diào)速控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,控制準(zhǔn)確,并易于實(shí)現(xiàn)程序控制。
F用變頻調(diào)速代替機(jī)械變速。如:機(jī)床,不僅可以省去復(fù)雜的齒輪變速箱,還能提高精度、滿足程序控制要求。
F用變頻調(diào)速代替用閘門或擋板調(diào)整流量適于風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等。例如:鍋爐上水泵、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)實(shí)行了變頻調(diào)速控制,不僅省去了伺服放大器、電動(dòng)操作器、電動(dòng)執(zhí)行器和給水閥門(或擋風(fēng)板),而且使得整個(gè)鍋爐鍋爐控制系統(tǒng)得到了快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、高的控制精度和穩(wěn)定性。
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(shì),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) 變頻電源體積小,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|穩(wěn)壓器,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(shì)。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。
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;如果利用變頻電源調(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%;如果采用變頻電源調(diào)速技術(shù),既可大大提高其效率,又可減少10%的電能消耗。
應(yīng)用問題
在工業(yè)調(diào)速傳動(dòng)領(lǐng)域中,與傳統(tǒng)的機(jī)械調(diào)速相比,用變頻電源調(diào)速有諸多優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用非常廣泛,但由于變頻電源逆變電路的開關(guān)特性,對(duì)其供電電源形成了一個(gè)典型的非線性負(fù)載,變頻電源在現(xiàn)場(chǎng)通常與其它設(shè)備同時(shí)運(yùn)行,例如計(jì)算機(jī)和傳感器,這些設(shè)備常常安裝得很近,這樣可能會(huì)造成相互影響。因此,以變頻電源為代表的電力電子裝置是公用電網(wǎng)中最主要的諧波源之一,其對(duì)電力系統(tǒng)中電能質(zhì)量有著重要的影響。供電系統(tǒng)諧波的定義是對(duì)周期性非正弦電量進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)分解,除了得到與電網(wǎng)基波頻率相同的分量,還得到一系列大于電網(wǎng)基波頻率的分量,這部分電量稱為諧波。諧波頻率與基波頻率的比值(n=fn/f1) 稱為諧波次數(shù)。電網(wǎng)中有時(shí)也存在非整數(shù)倍諧波,稱為非諧波(Non-harmonics)或分?jǐn)?shù)諧波。諧波實(shí)際上是一種 干擾量,使電網(wǎng)受到“污染”,電能質(zhì)量下降。電工技術(shù)領(lǐng)域主要研究諧波的發(fā)生、傳輸、測(cè)量、危害及抑制,其頻率范圍一般 為2≤n≤40。
諧波產(chǎn)生
向公用電網(wǎng)注入諧波電流或在公用電網(wǎng)上產(chǎn)生諧波電壓的電氣設(shè)備稱為諧波源。具有非線性特性的電氣設(shè)備是主要的諧波源,例如帶有功率電子器件的變流設(shè)備,交流控制器和電弧爐、感應(yīng)爐、熒光燈、變壓器等。
諧波產(chǎn)生的根本原因是由于非線性負(fù)載所致。當(dāng)電流流經(jīng)負(fù)載時(shí),與所加的電壓不呈線性關(guān)系,就形成非正弦電流,從而產(chǎn)生諧波。
諧波頻率是基波頻率的整倍數(shù),根據(jù)法國數(shù)學(xué)家傅立葉(M.Fourier)分析原理證明,任何重復(fù)的波形都可以分解為含有基波頻率和一系列為基波倍數(shù)的諧波的正弦波分量。諧波是正弦波,每個(gè)諧波都具有不同的頻率、幅度與相角。諧波可以區(qū)分為偶次與奇次諧波。在平衡的三相系統(tǒng)中,由于對(duì)稱關(guān)系,偶次諧波已經(jīng)被消除了,只有奇次諧波存在,奇次諧波引起的危害比偶次諧波更多更大。我國工業(yè)企業(yè)也越來越多的使用產(chǎn)生諧波的電氣設(shè)備,例如晶閘管電路供電的直流提升機(jī)、交-交變頻裝置、軋鋼機(jī)直流傳動(dòng)裝置、晶閘管串級(jí)調(diào)速的風(fēng)機(jī)水泵和冶煉電弧爐等。這些設(shè)備取用的電流是非正弦形的,其諧波分量使系統(tǒng)正弦電壓產(chǎn)生畸變。諧波電流的量取決于諧波源設(shè)備本身的特性及其工作狀況,而與電網(wǎng)參數(shù)無關(guān),故可視為恒流源。 各種晶閘管電路產(chǎn)生的諧波次數(shù)與其電路形式有關(guān),稱為該電路的特征諧波。除特征諧波外,在三相電壓不平衡,觸發(fā)脈沖不對(duì)稱或非穩(wěn)定工作狀態(tài)下,上述電路還會(huì)產(chǎn)生非特征諧波。進(jìn)行諧波分析和計(jì)算最有意義的是特征諧波,如果5,7,11,13次等。如直流側(cè)電流波紋較大,則5次諧波幅值將增大,其余各次諧波幅值將減少。 當(dāng)電網(wǎng)接有多個(gè)諧波源時(shí),由于各諧波源的同次諧波電流分量的相位不同,其和將小于各分量的算術(shù)和。 變壓器激磁電流中含有3,5,7等各次諧波分量。由于變壓器的原副邊繞組中總有一組為角形接法,為3次諧波提供了通路,故3次諧波電流不流入電網(wǎng)。但當(dāng)各相激磁電流不平衡時(shí),可使3次諧波的殘余分量(最多可達(dá)20%)進(jìn)入電網(wǎng)。
諧波危害
對(duì)于電力系統(tǒng)來說,電力諧波的危害主要表現(xiàn)有以下幾方面:
(1)增加輸、供和用電設(shè)備的額外附加損耗,使設(shè)備的溫度過熱,降低設(shè)備的利用率和經(jīng)濟(jì)效益:
(2)電力諧波對(duì)輸電線路的影響:
諧波電流使輸電線路的電能損耗增加。當(dāng)注入電網(wǎng)的諧波頻率位于在網(wǎng)絡(luò)諧振點(diǎn)附近的諧振區(qū)內(nèi)時(shí),對(duì)輸電線路和電力電纜線路會(huì)造成絕緣擊穿。
(3)電力諧波對(duì)變壓器的影響:
諧波電壓的存在增加了變壓器的磁滯損耗、渦流損耗及絕緣的電場(chǎng)強(qiáng)度,諧波電流的存在增加了銅損。對(duì)帶有非對(duì)稱性負(fù)荷的變壓器而言,會(huì)大大增加勵(lì)磁電流的諧波分量。
(4) 電力諧波對(duì)電力電容器的影響:
含有電力諧波的電壓加在電容器兩端時(shí),由于電容器對(duì)電力諧波阻抗很小,諧波電流疊加在電容器的基波上,使電容器電流變大,溫度升高,壽命縮短,引起電容器過負(fù)荷甚至爆炸,同時(shí)諧波還可能與電容器一起在電網(wǎng)中造成電力諧波諧振,使故障加劇。
(5)影響繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的工作可靠性:
特別對(duì)于電磁式繼電器來說,電力諧波常會(huì)引起繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng),使其動(dòng)作失去選擇性,可靠性降低,容易造成系統(tǒng)事故,嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
(6)對(duì)通訊系統(tǒng)工作產(chǎn)生干擾:
電力線路上流過的幅值較大的奇次低頻諧波電流通過磁場(chǎng)耦合時(shí),會(huì)在鄰近電力線的通信線路中產(chǎn)生干擾電壓,干擾通信系統(tǒng)的工作,影響通信線路通話的清晰度,甚至在極端的情況下,還會(huì)威脅著通信設(shè)備和人員的安全。
(7)對(duì)用電設(shè)備的影響:
電力諧波會(huì)使電視機(jī)、計(jì)算機(jī)的圖形畸變,畫面亮度發(fā)生波動(dòng)變化,并使機(jī)內(nèi)的元件溫度出現(xiàn)過熱,使計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤,嚴(yán)重甚至損害機(jī)器。
此外,電力諧波還會(huì)對(duì)測(cè)量和計(jì)量儀器的指示不準(zhǔn)確及整流裝置等產(chǎn)生不良影響,它已經(jīng)成為當(dāng)前電力系統(tǒng)中影響電能質(zhì)量的大公害。
諧波治理
治理諧波問題,抑制輻射干擾和供電系統(tǒng)干擾,可采取屏蔽、隔離、接地及濾波等技術(shù)手段。治理諧波的主要措施有:加大系統(tǒng)短路容量;提高供電電壓等級(jí);增加變流裝置的脈動(dòng)數(shù);改善系統(tǒng)的運(yùn)行方式,設(shè)置交流濾波器等都能減小系統(tǒng)中的諧波成分。交流濾波器又分為無源濾波器和有源濾波器兩種。有源濾波器是一種向系統(tǒng)注入補(bǔ)償諧波電流,以抵消非線性負(fù)荷所產(chǎn)生的諧波電流的能動(dòng)式濾波裝置。它能對(duì)變化的諧波進(jìn)行迅速的動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償,且補(bǔ)償特性不受系統(tǒng)阻抗影響。其結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,運(yùn)行損耗較大,設(shè)備造價(jià)高;在補(bǔ)償諧波的同時(shí),也會(huì)注入新的諧波。無源濾波器(又稱LC濾波器)是利用LC諧振原理,人為地造成一條串聯(lián)諧振支路,為欲濾除的主要諧波提供阻抗極低的通道,使之不注入電網(wǎng)。LC濾波器結(jié)構(gòu)簡單,吸收諧波效果明顯;但僅對(duì)固有頻率的諧波有較好的補(bǔ)償效果;且補(bǔ)償特性受電網(wǎng)阻抗的影響很大,在特定頻率下,電網(wǎng)阻抗和LC濾波器之間可能會(huì)發(fā)生并聯(lián)諧振或者串聯(lián)諧振。
無功功率補(bǔ)償, 諧波治理技術(shù)是當(dāng)前乃至今后相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi), 緩解電力供需矛盾, 改善供電質(zhì)量的一種行之有效的手段之一, 經(jīng)廣泛推廣應(yīng)用后, 能為國家和用戶帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益。將變頻電源產(chǎn)生的諧波控制在最小范圍內(nèi),達(dá)到科學(xué)合理用電,抑制電網(wǎng)污染,提高電源質(zhì)量。
變頻電源的發(fā)展歷程
變頻電源是在國內(nèi)一般的稱呼,更準(zhǔn)確的說,應(yīng)該叫交流電力頻率轉(zhuǎn)換器,即Ac power Frequency Converter,一般用縮寫AFC來稱呼。變頻電源的整個(gè)發(fā)展史基本是隨著電子器件的發(fā)展而發(fā)展的。
80年代前后,電子式變頻電源多以日本的小型儀器電源為主,該類儀器電源多采用晶體放大的方式制作,80年代后通過臺(tái)灣傳入中國大陸。該時(shí)期的電源特點(diǎn)為:功率小,精度好,效率低。
80年代,中國大陸走上了改革開放的道路,在此階段,中國大陸的進(jìn)出口設(shè)備逐漸加大,尤其以微波爐及空調(diào)為代表性的電器出口份額增加,因此需求大功率變頻電源進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于該部分市場(chǎng)應(yīng)用的需求,原有的產(chǎn)品功率已不能滿足,所以,電源廠家尋求新的技術(shù)來擴(kuò)大電源的功率。根據(jù)當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件及電子器件,主要向兩條路發(fā)展,一方面是保持晶體式的方式不變,采用多機(jī)并聯(lián)的方式進(jìn)行擴(kuò)容;另一種方式是采用功率晶體模組。
晶體式多級(jí)串聯(lián)的方式,需要解決環(huán)流問題,而且效率低,在工業(yè)生產(chǎn)過程中,消耗太大;功率晶體模組變頻方式反應(yīng)慢,功率有限,工作電壓低,耐壓在600V左右,輸出采用PAM濾波方式(為單方波加低次濾波),輸出波形失真較大。這兩種方式制作的電源產(chǎn)品功率依舊不能滿足日益增長的需求,所以大功率的負(fù)載需要變頻測(cè)試時(shí),多采用電機(jī)后拖動(dòng)發(fā)電機(jī)的方式(M+G)來滿足。
電機(jī)后拖動(dòng)發(fā)電機(jī)的方式(M+G)在使用過程中,存在磨損,以及效率轉(zhuǎn)換問題。后來參考美國技術(shù),采用SCR來做逆變器,該方式制作的電源,功率大,能滿足客戶使用,比較好的用于取代電機(jī)后拖動(dòng)發(fā)電機(jī)的方式(M+G),但是該系列的產(chǎn)品有一個(gè)較大的缺點(diǎn),機(jī)器在轉(zhuǎn)換的過程中,噪音非常大,達(dá)到70dB<1m
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,在80年代末,富士生產(chǎn)出了第一代的IGBT,該電子器件的特性集成了GTR及MOSFET的優(yōu)點(diǎn),開關(guān)速度快,通流能力強(qiáng),故很快就被應(yīng)用到逆變領(lǐng)域。隨著實(shí)力強(qiáng)大的三菱、西門康、英飛凌等廠家在IGBT領(lǐng)域的加入,使得IGBT的發(fā)展速度日新月異,更新?lián)Q代的速度加快,IGBT的開關(guān)速度及通流能力得到進(jìn)一步的加強(qiáng),這樣,就使得大功率的變頻電源的制作得以實(shí)現(xiàn)。
變頻電源與變頻器的區(qū)別
變頻電源是由整個(gè)電路構(gòu)成交流一直流一交流一濾波的變頻裝置,得到了廣泛應(yīng)用。變頻電源不僅能 模擬輸出不同國家的電網(wǎng)指標(biāo),而且也為出口電器廠商在設(shè)計(jì)開發(fā)、生產(chǎn)、檢測(cè)等應(yīng)用中提供純凈可靠的、低諧波失真的、高穩(wěn)定的電壓和頻率的正弦波電源輸出。變頻電源是非常接近于理想的交流電源,可以輸出任何國家的電網(wǎng)電壓和頻率。變頻器是由交流一直流一交流(調(diào)制波)等電路構(gòu)成的,變頻器的標(biāo)準(zhǔn)名稱應(yīng)為變頻調(diào)速器。其輸出電壓的波形為脈沖方波,且諧波成分多,電壓和頻率同時(shí)按比例變化,不可分別調(diào)整,不符合交流電源的要求。
售后
變頻電源:廠家自己研發(fā)生產(chǎn),對(duì)電源非常熟悉,一旦出現(xiàn)問題,會(huì)在電源現(xiàn)場(chǎng)以最短的時(shí)間解決問題。
變頻器:因變頻器多是從其他專門生產(chǎn)變頻器的廠家購買,一旦出現(xiàn)問題,電源廠家會(huì)把變頻器拆下寄回變頻器廠家(部分在國外),維修周期長,而且變頻器廠家不會(huì)負(fù)責(zé)變頻器與變壓器和LC低通濾波電路的匹配。即使現(xiàn)場(chǎng)維修也很難保證徹底解決問題
可靠性
變頻電源:電源整體統(tǒng)籌設(shè)計(jì),經(jīng)過多年的技術(shù)積累,保證電源穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
變頻器:通過變頻器組裝的岸電電源生產(chǎn)較為簡單,因其主要部分“變頻器”為購買,所以很難保證變頻器與其他元件的參數(shù)相匹配
安全性
變頻電源:啟動(dòng)過程中頻率恒定。岸電電源可以提供純凈可靠、低諧波失真、高穩(wěn)定的電壓和頻率的正弦波電力輸出,非常接近于理想的交流電源。
變頻器:變頻器的設(shè)計(jì)專門針對(duì)電動(dòng)機(jī)變頻啟動(dòng),啟動(dòng)時(shí)電壓、頻率同步上升,用其改裝的電源,可能會(huì)對(duì)用電設(shè)備造成影響,尤其是變頻器、可控整流、通信設(shè)備等。
三相不平衡
變頻電源:逆變部分采用星型方式,每相可獨(dú)立帶載,適應(yīng)三相完全不平衡負(fù)載。不平衡度可達(dá)3%以內(nèi)。
變頻器:變頻器采用△逆變,雖然輸出通過變壓器轉(zhuǎn)變成Y型輸出,但對(duì)三相不平衡負(fù)載適應(yīng)性較差,可能會(huì)使電動(dòng)機(jī)中逆扭矩增加,使電動(dòng)機(jī)溫度上升,效率下降,能耗增加,發(fā)生震動(dòng),輸出虧耗
變頻電源的定期保養(yǎng)
清掃空氣過濾器冷卻風(fēng)道及內(nèi)部灰塵。檢查螺絲釘、螺栓以及即插件等是否松動(dòng),輸入輸出電抗器的對(duì)地及相間電阻是否有短路現(xiàn)象,正常應(yīng)大于幾十兆歐。導(dǎo)體及絕緣體要及時(shí)用酒精擦試干凈。如條件允許的情況下,要用示波器測(cè)量開關(guān)電源輸出各路電壓的平穩(wěn)性,如:5V、12V、15V、24V等電壓。測(cè)量驅(qū)動(dòng)電路各路波形的方波是否有畸變。UVW相間波形是否為正弦波。
接觸器的觸點(diǎn)是否有打火痕跡,嚴(yán)重的要跟換同型號(hào)或大于原容量的新品;確認(rèn)控制電壓的正確性,進(jìn)行順序保護(hù)動(dòng)作試驗(yàn);確認(rèn)保護(hù)顯示回路無異常;確認(rèn)變頻電源在單獨(dú)運(yùn)行時(shí)輸出電壓的平衡度。
建議定期檢查,應(yīng)一年進(jìn)行一次。
變頻電源備件的更換
變頻電源由多種部件組成,其中一些部件經(jīng)長期工作后其性能會(huì)逐漸降低、老化,這也是變頻器發(fā)生故障的主要原因,為了保證設(shè)備長期的正常運(yùn)轉(zhuǎn),下列器件應(yīng)定期更換:
1.濾波電容
中間電路濾波電容:又稱電解電容,其主要作用就是平滑直流電壓,吸收直流中的低頻諧波,它的連續(xù)工作產(chǎn)生的熱量加上變頻電源本身產(chǎn)生的熱量都會(huì)加快其電解液的干涸,直接影響其容量的大小。正常情況下電容的使用壽命為5年。建議每年定期檢查電容容量一次,一般其容量減少20%以上應(yīng)更換。
2.冷卻風(fēng)扇
變頻電源的功率模塊是發(fā)熱最嚴(yán)重的器件,其連續(xù)工作所產(chǎn)生的熱量必須要及時(shí)排出,一般風(fēng)扇的壽命大約為10Kh—40Kh。按變頻電源連續(xù)運(yùn)行折算為2—3年就要更換一次風(fēng)扇,直接冷卻風(fēng)扇有二線和三線之分,二線風(fēng)扇其中一線為正極,另一線為負(fù)極,更換時(shí)不要接錯(cuò);三線風(fēng)扇除了正、負(fù)極外還有一根檢測(cè)線,更換時(shí)千萬注意,否則會(huì)引起變頻電源過熱報(bào)警。交流風(fēng)扇一般為220V、380V之分,更換時(shí)電壓等級(jí)不要搞錯(cuò)。
變頻電源的國家標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 4793.1 測(cè)量、控制和試驗(yàn)室用電氣設(shè)備的安全要求 第1部分:通用要求
GB/T 6833.9-87 電子測(cè)量儀器電磁兼容性試驗(yàn)規(guī)范 傳導(dǎo)干擾試驗(yàn)
GB/T 6587.2-86 電子測(cè)量儀器溫度試驗(yàn)
GB/T 6587.3-86 電子測(cè)量儀器濕度試驗(yàn)
GB/T 6587.4-86 電子測(cè)量儀器振動(dòng)試驗(yàn)
GB/T 6587.5-86 電子測(cè)量儀器沖擊試驗(yàn)
GB/T 6587.6-86 電子測(cè)量儀器運(yùn)輸試驗(yàn)
GB/T 6587.7-86 電子測(cè)量儀器基本安全試驗(yàn)
GB/T 6587.8-86 電子測(cè)量儀器電源頻率與電壓試驗(yàn)
GB/T 6592-1996 電工和電子測(cè)量設(shè)備性能表示
GB/T 6593-1996 電子測(cè)量儀器質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)則
GB/T 11463-89 電子測(cè)量儀器可靠性試驗(yàn)
GB/T 13384-92 機(jī)電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件
GB/T 16511-1996 電氣和電子測(cè)量設(shè)備隨機(jī)文件
GB/T 17626.5-1999 電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)
GB/T 17626.11-1999 電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化抗擾度試驗(yàn)
變頻電源的使用注意事項(xiàng)
1、高壓試驗(yàn)請(qǐng)注意安全,嚴(yán)格按照高壓試驗(yàn)的規(guī)范來操作。檢查/修改試驗(yàn)接線時(shí),請(qǐng)先關(guān)閉本系統(tǒng),并切斷電源。
2、本系統(tǒng)支持的最高電壓為800Kv,實(shí)際能夠升到的高壓由激勵(lì)變壓器決定,請(qǐng)根據(jù)試驗(yàn)電壓調(diào)換合適的激勵(lì)變壓器。
3、如果開機(jī)后發(fā)現(xiàn)變壓器發(fā)出非正常聲音,請(qǐng)立即關(guān)閉本系統(tǒng)并切斷電源,檢查變壓器接線是否正確。
4、正常“停機(jī)”采用逐步降壓停機(jī)的方式,保護(hù)停機(jī)直接快速停機(jī),遇到緊急情況可以直接斷開空開直接關(guān)機(jī)。
5、如果自動(dòng)掃頻失敗,請(qǐng)檢查接線或重設(shè)掃頻范圍。
6、本系統(tǒng)試驗(yàn)電壓為峰值采樣(國標(biāo)要求),如果系統(tǒng)顯示的高壓跟萬用表顯示的高壓差別大,請(qǐng)檢查“試驗(yàn)參數(shù)”中的“分壓變比”是否正確填寫。
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