交流電動機(jī)調(diào)速技術(shù)-基礎(chǔ)電子

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交流電動機(jī)調(diào)速技術(shù)不但被工礦企業(yè)接受，而且成為電氣傳動的中樞，使用它，一是節(jié)電，二是優(yōu)質(zhì)，三是增產(chǎn)，四是降耗。使用該技術(shù)節(jié)電可在10%～70%之間。主要體現(xiàn)在幾個方面：①軟啟動，一般交流電動機(jī)的啟動電流為電機(jī)額定電流的6～7倍，變頻調(diào)速啟動電流不超過電動機(jī)的額定電流。②節(jié)省設(shè)計(jì)冗余，一般設(shè)計(jì)都按照使用時的極端條件，因而都留有設(shè)計(jì)冗余，有的余量很大，形成大馬拉小車。變頻調(diào)速可以把這部份冗余節(jié)省下來。③調(diào)速節(jié)電，按流體力學(xué)原理，軸功率正比于速度，轉(zhuǎn)速下降，軸功率變小，這是變頻調(diào)速的主要節(jié)電原理。④功率因數(shù)高，一般在0.95以上，節(jié)省無功，減輕了變壓器的負(fù)擔(dān)。

優(yōu)質(zhì)是變頻調(diào)速的又一貢獻(xiàn)。由于變頻調(diào)速精度高，不少行業(yè)均采用變頻調(diào)速提高產(chǎn)品質(zhì)量，如粘膠化纖，提高一等品合格率。由于變頻器的高可靠性及高性能，在許多行業(yè)，減少了停工時間及創(chuàng)造了連續(xù)無故障生產(chǎn)的可能，使產(chǎn)品產(chǎn)量增加，也降低了消耗和運(yùn)行成本。同時還可還可以改善工藝水平，是企業(yè)技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代的必要技術(shù)。因而許多工礦企業(yè)，把變頻調(diào)速做為企業(yè)節(jié)電與增產(chǎn)的必要手段，使變頻器的用量逐漸增多，每年以大于40%的速度遞增。然而，由于變頻器生產(chǎn)廠家增多，競爭激烈，變頻器價格不斷降低。如1988年280kW每臺約26～28萬元，而現(xiàn)在280kW每臺只有8～10萬元。平均300元/kW左右。鋼材、銅材價格的上調(diào)，也影響著變頻器的成本。使用變頻器單計(jì)算節(jié)電，6～12個月可以收回成本。如變頻器要同市電切換，裝成控制柜，成本的回收期大約12～18個月。

由于變頻器的優(yōu)異功能，變頻器的應(yīng)用已由工廠擴(kuò)展到社區(qū)、酒店、商廈和寫字樓，如音樂噴泉、無塔供水、中央空調(diào)都用了不少變頻器。變頻器的用量還將不斷的增加，有相當(dāng)大的市場潛力。金屬材料,尤其是新型工程塑料,與金屬材料相比有較好的耐腐蝕性能,而單位體積的價格比金屬低得多,制造也容易,...為此,可在變頻器與電動機(jī)之間裝設(shè)電抗器(約為阻抗的3%～4%),也可將U/f降低到負(fù)載相適應(yīng)的程度,便可使噪聲降低5～10。在機(jī)床主軸上采用變頻器可實(shí)現(xiàn)無級變速，從而使磨具或刀具以的磨損產(chǎn)生的粗糙度和加工精度。機(jī)床工作臺由變頻器取代液壓傳動，可縮短傳動響應(yīng)時間，變頻器的調(diào)速范圍寬、控制精度高，而且具有很多自動功能，可有效提高機(jī)床的加工效率。自動車床主要用于高速加工滾珠絲杠等精密部件，由通常的凸輪控制改變?yōu)閺?fù)合數(shù)控車床后，有效的提高了生產(chǎn)效率。成為具有穩(wěn)定精密加工與良好性能的機(jī)械，人們將利用變頻器與數(shù)控裝置結(jié)合起來，縮短了自動車床的加工周期。利用變頻器控制后，縮短了加工周期，提高了生產(chǎn)率、速度再現(xiàn)性好、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可將帶制動器的電動機(jī)更換為通用電動機(jī)而不需要維護(hù)。制動電阻的大小由減速頻率決定，應(yīng)該根據(jù)繁重運(yùn)行時的參數(shù)進(jìn)行選擇。由于溫度高，應(yīng)適當(dāng)考慮安裝位置，注意電動機(jī)的低頻振動。如果在低速時要求充分大的轉(zhuǎn)矩，則可使用通風(fēng)型專用電動機(jī)；由于速度可調(diào)范圍大，故需要考慮機(jī)械部件的匹配，以防止發(fā)生諧振。

變頻調(diào)速運(yùn)行是根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)速的變化要求，通過改變電動機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，以獲得合理的電機(jī)運(yùn)行工況。在不同的轉(zhuǎn)速情況下，均保持較高的運(yùn)行效率，不僅降低了電能消耗，同時能改善啟動性能，保護(hù)電機(jī)及負(fù)載設(shè)備免受瞬時啟動的沖擊，延長其工作壽命，還提高電動機(jī)和負(fù)載設(shè)備的工作度，實(shí)踐證明，變頻技術(shù)用于風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備驅(qū)動控制場合取得了顯著的節(jié)電效果，普遍節(jié)電達(dá)到30-50%。

國家對三相異步電動機(jī)運(yùn)行區(qū)域作如下規(guī)定：負(fù)載率70-100%之間為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)；負(fù)載率在40-70%之間為一般運(yùn)行區(qū)；負(fù)載率在40%以下為非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)；一般負(fù)載率保持在60-100%較為理想。在電機(jī)選型設(shè)計(jì)工作中，大部分電機(jī)功率選型均有適當(dāng)?shù)脑Ａ?，另外在生產(chǎn)過程中的設(shè)備許多時間都是負(fù)荷不滿或運(yùn)行有峰谷時間，如果采用交流電動機(jī)恒速傳動的方案運(yùn)行，靠風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)或靠閥門調(diào)節(jié)的泵類設(shè)備，使用效率較低，造成大量的能源浪費(fèi)。變頻調(diào)速是通過改變輸入到交流電機(jī)的電源頻率，從而達(dá)到調(diào)節(jié)交流電動機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展前景十分廣闊，與已經(jīng)完成的市場相比，未來的市場潛力巨大，在未來十年內(nèi)，變頻調(diào)速技術(shù)產(chǎn)品每年有上百億元的市場潛力。建議在電力、石化、鋼鐵、有色、水泥、自來水、機(jī)械、紡織等行業(yè)大規(guī)模推廣應(yīng)用國產(chǎn)變頻技術(shù)產(chǎn)品。新建項(xiàng)目從開始設(shè)計(jì)就應(yīng)該考慮應(yīng)用變頻技術(shù)；技術(shù)改造首先考慮風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備使用