交流拖動本身存在可以挖掘的節(jié)電潛力。在交流調(diào)速系統(tǒng)中,選用電機時往往留有一定余量,電機又不總是在最大負荷情況下運行;如果利用變頻電源調(diào)速技術(shù),輕載時,通過對電機轉(zhuǎn)速進行控制,就能達到節(jié)電的目的。工業(yè)上大量使用風(fēng)機、水泵、壓縮機等,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。
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。其主回路的拓撲、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;主回路的拓撲結(jié)構(gòu)可選擇兩電平、三電平、負載換相式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機)、中壓或抵壓(如一般的小功率380v和軋鋼輔傳動的
電動機)等。此外,變頻調(diào)速還有
變極調(diào)速,
無級調(diào)速還有矢量控制方式、變壓變頻(
vvvf)控制方式等,價格極為不同,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,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,臺車采用矢量變換控制方式。