襄陽源創(chuàng)電氣有限公司小王告訴我們:近年來，軟啟動技術(shù)發(fā)展迅速，變頻軟起動器產(chǎn)品名詞也隨之出現(xiàn)。由于其與變頻器的名稱非常接近，而且變頻器也具有軟起動功能，不了解者往往認(rèn)為變頻軟起動器就是變頻器，將兩個不同的產(chǎn)品混為一談。在這里對這兩種產(chǎn)品進(jìn)行比較，以便了解區(qū)分。

 

　　變頻軟啟動器與變頻器的不同之處

 

　　一、工作原理的不同

 

　　1、變頻軟起動器的工作原理

 

　　變頻軟起動器的全稱是分級交-交變頻軟起動器，也稱為離散變頻軟起動器。變頻軟起動器利用三相交流調(diào)壓回路，通過控制三相晶閘管的觸發(fā)順序，使晶閘管導(dǎo)通一個或者多個半波周期，對電網(wǎng)電壓進(jìn)行斬波，使幾個工頻周波內(nèi)去掉一部分工頻上半波和一部分工頻下半波，實現(xiàn)電機端電源頻率變化的目的。幾種頻率波形示例如下圖：

 

　　變頻軟啟動器工作原理圖

 

　　圖一 幾種頻率的波形

 

　　由于這些頻率是對工頻交流電分頻得到的，是交流電源的一系列子頻率，不可能得到連續(xù)的頻率，所以稱之為分級變頻或者離散變頻。由于分頻是通過斬波的方式實現(xiàn)的，所以得到的波形是不連續(xù)的。

 

　　考慮到變頻后的三相相序和對稱性，在這些子頻率中，只有3n+1分頻能夠滿足要求，所以變頻軟起動器的頻率變化為f/13→f/7→f/4→f/3→f/2→f(50Hz)。其中3分頻和2分頻是為了避免從4分頻直接變?yōu)楣ゎl造成過大沖擊而增加的過渡過程。

 

　　從圖一中可以看出，頻率改變的時候電壓也發(fā)生了改變。通過適當(dāng)?shù)目刂疲梢詫崿F(xiàn)V/f成比例，從而提高電機的低頻轉(zhuǎn)矩，讓電機以高起動轉(zhuǎn)矩順利起動。由于頻率的不連續(xù)，所以電壓的變化也是不連續(xù)的。

 

　　電機起動完成后，短接開關(guān)閉合，短接交流調(diào)壓回路，使電機直接并網(wǎng)運行。

 

　　變頻軟起動器也能實現(xiàn)軟停車功能，采用的方式是低速反接制動，即將頻率以f/5→f/8→f/11的順序變化，使電機電源的相序相反。

 

　　2、變頻器的工作原理

 

　　變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—直—交方式(VVVF變頻或矢量控制變頻)，先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。

 

　　變頻器的輸出頻率是通過直流逆變而來，其頻率理論上是可以連續(xù)變化的。由于采用了先進(jìn)的PWM調(diào)制技術(shù)，其波形非常接近正弦波。變頻器的輸出電壓和頻率的比值也是成比例的，所以電壓的變化也是連續(xù)的。

 

　　變頻器在起動電機時，其頻率是平滑變化的，每一次頻率的變化很小，所以可以看成是連續(xù)的。

 

　　變頻器是為調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速而設(shè)計的，可以帶電機長時間運行，不需要短接開關(guān)。

 

　　二、主回路結(jié)構(gòu)的不同

 

　　1、變頻軟起動器的主回路結(jié)構(gòu)

 

　　變頻軟起動器的主回路如下圖所示:

 

　　變頻器結(jié)構(gòu)圖

 

　　圖二 變頻軟起動器的主回路圖

 

　　從圖二中可以看出，變頻軟起動器的主回路是由六只晶閘管兩兩反并聯(lián)組成的三相交流調(diào)壓回路和短接開關(guān)并聯(lián)構(gòu)成。電機起動時，晶閘管工作;起動完畢后，短接開關(guān)動作，短接晶閘管，晶閘管停止工作。

 

　　2、變頻器的主回路結(jié)構(gòu)

 

　　變頻器的主回路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖三所示。

 

　　變頻器結(jié)構(gòu)

 

　　圖三 變頻器主回路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

 

　　變頻器主要由整流回路、平波回路、逆變回路以及制動回路構(gòu)成，共計需用12只電力電子器件。當(dāng)前大多使用六只電力二極管用于整流回路，六只IGBT用于流變回路。整流回路將工頻交流電變?yōu)槊}動的直流電，平波回路將脈動的直流電變?yōu)槠秸闹绷麟姡孀兓芈穼⒅绷麟娮優(yōu)樗桀l率的交流電。

 

　　對比兩個主回路可知，變頻軟起動器由于結(jié)構(gòu)簡單，使用電力電子器件數(shù)量較少，成本低于變頻器。

 

　　三、性能的不同

 

　　雖然變頻軟起動器和變頻器在起動電機時都有較大的起動轉(zhuǎn)矩，但工作原理的不同，表現(xiàn)的性能也有很多的不同。

 

　　變頻軟起動器的頻率是離散的，定子電壓和電流是不連續(xù)的，轉(zhuǎn)矩也是不連續(xù)的、脈動的，轉(zhuǎn)速也出現(xiàn)脈動的現(xiàn)象，平滑性沒有變頻器好。因此，電機在運行時會有振動和噪聲(低頻)，不像變頻軟起動那樣只有調(diào)制脈沖的高頻噪聲。由于變頻軟起動器只是在起動的時候出現(xiàn)這種狀況，時間極短，所以對電機的影響可以忽略不計。

 

　　電力電子器件工作時會產(chǎn)生諧波。變頻軟起動器的晶閘管是短時工作的，所以產(chǎn)生的諧波量比變頻器少。

 

　　變頻軟起動器雖然也能夠改變電機端電壓的頻率，但其短時工作制的設(shè)計，使其不能長時間變頻工作，更重要的是其頻率是固定的幾種，不能連續(xù)調(diào)節(jié)，而且不高于25Hz，電機只能在半速以下運行，所以變頻軟起動器不適合用于電機的調(diào)速。變頻器是為電機調(diào)速而設(shè)計的，如果只是用于電機起動，使其利用率非常低，是一種很大的成本和資源浪費。

 

　　通過比較可以看出，變頻軟起動器和變頻器是兩種的不同的產(chǎn)品，其基本原理和器件構(gòu)成根本不同，因而性能和應(yīng)用也不同，成本也有較大的差別，不能混淆。在實際使用時要根據(jù)不同的使用目的選用不同的產(chǎn)品。變頻軟起動器用于電機的起動，而變頻器用于電機的調(diào)速，兼有起動功能。

 

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