變頻技術誕生背景是交流電機無級調(diào)速的廣泛需求。傳統(tǒng)的直流調(diào)速技術因體積大故障率高而應用受限
20世紀60年代以后,電力電子器件普遍應用了晶閘管及其升級產(chǎn)品。但其調(diào)速性能遠遠
無法滿足需要。1968年以丹佛斯為代表的高技術企業(yè)開始批量化生產(chǎn)變頻器,開啟了變頻器工業(yè)化的新時代。
20世紀70年代開始,脈寬調(diào)制變壓變頻(PWM-VVVF)調(diào)速的研究得到突破,20世紀80年代以后微處理器技術的完善使得各種優(yōu)化算法得以容易的實現(xiàn)。
20世紀80年代中后期,美、日、德、英等發(fā)達國家的 VVVF變頻器技術實用化,商品投入市場,得到了廣泛應用。 最早的變頻器可能是日本人買了英國專利研制的。不過美國和德國憑借電子元件生產(chǎn)和電子技術的優(yōu)勢,高端產(chǎn)品迅速搶占市場。
1.按輸入電壓等級分類
變頻器按輸入電壓等級可分低壓變頻器和高壓變頻器,低壓變頻器國內(nèi)常見的有單相220 V變頻器、三相220 V變頻器、i相380 V變頻器。高壓變頻器常見有6 kV、10 kV變壓器,控制方式一般是按高低一高變頻器或高一高變頻器方式進行變換的。
2.按變換頻率的方法分類
變頻器按頻率變換的方法分為交-交型變頻器和交-直交型變頻器。交-交型變頻器可將工頻交流電直接轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可以控制的交流,故稱直接式變頻器。交直-交型變頻器則是先把工頻交流電通過整流裝置轉(zhuǎn)變成直流電,然后再把直流電變換成頻率、電壓均可以調(diào)節(jié)的交流電,故又稱為間接型變頻器。
3.按直流電源的性質(zhì)分類
在交-直-交型變頻器中,按主電路電源變換成直流電源的過程中,直流電源的性質(zhì)分為電壓型變頻器和電流型變頻器。
變頻器功率的選用
系統(tǒng)效率等于變頻器效率與電動機效率的乘積,只有兩者都處在較高的效率下工作時,則系統(tǒng)效率才較高。從效率角度出發(fā),在選用變頻器功率時,要注意以下幾點:
1)變頻器功率值與電動機功率值相當時最合適,以利變頻器在高的效率值下運轉(zhuǎn)。
2)在變頻器的功率分級與電動機功率分級不相同時,則變頻器的功率要盡可能接近電動機的功率,但應略大于電動機的功率。
3)當電動機屬頻繁起動、制動工作或處于重載起動且較頻繁工作時,可選取大一級的變頻器,以利用變頻器長期、地運行。
4)經(jīng)測試,電動機實際功率確實有富余,可以考慮選用功率小于電動機功率的變頻器,但要注意瞬時峰值電流是否會造成過電流保護動作。
現(xiàn)在以太陽能和風力為能源的燃料電池以其低廉的價格嶄露頭角,有后來居上之勢。這些發(fā)電設備的特點是容量小而分散,將來的變頻器就要適應這樣的新能源,既要,又要低耗?,F(xiàn)在電力電子技術、微電子技術和現(xiàn)代控制技術以驚人的速度向前發(fā)展,變頻調(diào)速傳動技術也隨之取得了日新月異的進步,這種進步集中體現(xiàn)在交流調(diào)速裝置的大容量化、變頻器的高性能化和多功能化、結(jié)構(gòu)的小型化等方面。