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1發(fā)展歷程

變頻電源是在國內一般的稱呼，更準確的說，應該叫交流電力頻率轉換器，即Ac power Frequency Converter，一般用縮寫AFC來稱呼。變頻電源的整個發(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年代后通過中國臺灣傳入中國大陸。該時期的電源特點為：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，中國大陸的進出口設備逐漸加大，尤其以微波爐及空調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行測試。對于該部分市場應用的需求，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來擴大電源的功率。根據(jù)當時的技術條件及電子器件，主要向兩條路發(fā)展，一方面是保持晶體式的方式不變，采用多機并聯(lián)的方式進行擴容；另一種方式是采用功率晶體模組。

晶體式多級串聯(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，所以大功率的負載需要變頻測試時，多采用電機后拖動發(fā)電機的方式（M+G）來滿足。

電機后拖動發(fā)電機的方式（M+G）在使用過程中，存在磨損，以及效率轉換問題。后來參考*，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后拖動發(fā)電機的方式（M+G），但是該系列的產(chǎn)品有一個較大的缺點，機器在轉換的過程中，噪音非常大，達到70dB<1m

隨著半導體技術的發(fā)展，在80年代末，富士生產(chǎn)出了代的IGBT，該電子器件的特性集成了GTR及MOSFET的優(yōu)點，開關速度快，通流能力強，故很快就被應用到逆變領域。隨著實力強大的三菱、西門康、英飛凌等廠家在IGBT領域的加入，使得IGBT的發(fā)展速度日新月異，更新?lián)Q代的速度加快，IGBT的開關速度及通流能力得到進一步的加強，這樣，就使得大功率的變頻電源的制作得以實現(xiàn)。

2變頻電源與變頻器的區(qū)別

變頻電源是由整個電路構成交流一直流一交流一濾波的變頻裝置，得到了廣泛應用。變頻電源不僅能 模擬輸出不同國家的電網(wǎng)指標，而且也為出口電器廠商在設計開發(fā)、生產(chǎn)、檢測等應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（調制波）等電路構成的，變頻器的標準名稱應為變頻調速器。其輸出電壓的波形為脈沖方波，且諧波成分多，電壓和頻率同時按比例變化，不可分別調整，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)，對電源非常熟悉，一旦出現(xiàn)問題，會在電源現(xiàn)場以短的時間解決問題。

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負責變頻器與變壓器和LC低通濾波電路的匹配。即使現(xiàn)場維修也很難保證*解決問題

可靠性

變頻電源：電源整體統(tǒng)籌設計，經(jīng)過多年的技術積累，保證電源穩(wěn)定可靠運行。

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：變頻器的設計專門針對電動機變頻啟動，啟動時電壓、頻率同步上升，用其改裝的電源，可能會對用電設備造成影響，尤其是變頻器、可控整流、通信設備等。

三相不平衡

變頻電源：逆變部分采用星型方式，每相可獨立帶載，適應三相*不平衡負載。不平衡度可達3%以內。

變頻器：變頻器采用△逆變，雖然輸出通過變壓器轉變成Y型輸出，但對三相不平衡負載適應性較差，可能會使電動機中逆扭矩增加，使電動機溫度上升，效率下降，能耗增加，發(fā)生震動，輸出虧耗

3新技術

當今國際上*的變頻電源是采用IGBT逆變輸出技術，用*微處理器控制設計而成的高性能精密電源，它具有過流、短路、過壓、欠壓、過載等保護及報警故障顯示功能，確保用電設備及變頻電源安全。具有負載適應性強，輸出波形品質好，良好的人機界面，操作簡單，體積小，重量輕等特點。正弦波輸出，可調輸出電壓及頻率的變頻電源為用電設備提供了所需要的交流電。

技術特點

提供世界各國標準電源、穩(wěn)定純凈正弦波，模擬測試各種電器產(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設計，以IGBT做功率推動，體積小，噪音低

*的瞬時值控制方式，可預先設定標稱電壓-10%~-30%及+10%~+25%，控制精度高，波形品質好，可適應各種負載

效率高達85%以上，適用負載廣，負載功率因數(shù)±0.5~1.0均可

暫態(tài)反應快速，對100%的加載或去載，穩(wěn)壓反應時間在2ms以內

過載能力強，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

輸出頻率45HZ~65HZ、50HZ、60HZ、2F、4F、400HZ

低失真干擾，輸入/輸出*隔離，安全可靠

適用范圍廣，可廣泛用于需變頻變壓場所

單相500VA~500KVA，三相3KVA~1600KVA，可承接特殊規(guī)格定制

應用領域

由于世界各國電網(wǎng)指標不統(tǒng)一，出口電器廠商需要電源模擬不同國家的電網(wǎng)狀況，為工程師在設計開發(fā)、生產(chǎn)線測試及品保的產(chǎn)品檢測、壽命、過高壓/低壓模擬測試等應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；進口原裝電器、設備的用戶也需要對我國電網(wǎng)進行變壓、變頻以保證進口電器、設備的正常運轉；滿足航空電子及軍事設備高頻的需求。

主要用于制造或出口貿易商對出口電器產(chǎn)品的用電檢測、調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、電子制造業(yè)、IT產(chǎn)業(yè)、電腦設備、實驗室等。

★ 家電業(yè)制造商如：空調設備、咖啡機、洗衣機、榨汁機、微波爐、收錄音機、冰箱、DVD、洗塵器、電動剃須刀等產(chǎn)品的測試電源。

★ 電機、電子業(yè)制造商如：交換式電源供應器、變壓器、電子安定器、AC風扇、不斷電系統(tǒng)、充電器、繼電器、壓縮機、馬達、被動元件等產(chǎn)品的測試電源。

★ IT產(chǎn)業(yè)及電腦設備制造商如：傳真機、影印機、碎紙機、印表機、掃描器、燒錄機、伺服器、顯示器等產(chǎn)品的測試電源。

★ 實驗室及測試單位如：交流電源測試、產(chǎn)品壽命及安全測試、電磁相容測試、OQC（FQC）測試、產(chǎn)品測試及研發(fā)、研究單位佳交流電源。

★ 航空/軍事單位如：機場地面設施、船舶、航天、軍事研究所等的測試電源。

采用變頻電源穩(wěn)壓器調速，一是根據(jù)要求調速用，二是節(jié)能。它主要基于下面幾個因素：

1） 變頻調速系統(tǒng)自身損耗小，工作效率高。

2） 電機總是保持在低轉差率運行狀態(tài)，減小轉子損耗。

3） 可實現(xiàn)軟啟、制動功能，減小啟動電流沖擊。

在采用變頻電源調速時，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速較有利：

F根據(jù)工藝要求，生產(chǎn)線或單臺設備需要按程序或按要求調整電機速度的。如：包裝機傳送系統(tǒng)，根據(jù)不同品種的產(chǎn)品，需要改變系統(tǒng)傳送速度，使用變頻調速可使調速控制系統(tǒng)結構簡單，控制準確，并易于實現(xiàn)程序控制。

F用變頻調速代替機械變速。如：機床，不僅可以省去復雜的齒輪變速箱，還能提高精度、滿足程序控制要求。

F用變頻調速代替用閘門或擋板調整流量適于風機、水泵、壓縮機等。例如：鍋爐上水泵、鼓風機、引風機實行了變頻調速控制，不僅省去了伺服放大器、電動操作器、電動執(zhí)行器和給水閥門（或擋風板），而且使得整個鍋爐鍋爐控制系統(tǒng)得到了快速的動態(tài)響應、高的控制精度和穩(wěn)定性。

20世紀70年代后，大規(guī)模集成電路和計算機控制技術的發(fā)展，以及現(xiàn)代控制理論的應用，使得交流電力拖動系統(tǒng)逐步具備了寬的調速范圍、高的穩(wěn)速范圍、高的穩(wěn)速精度、快的動態(tài)響應以及在四象限作可逆運行等良好的技術性能，在調速性能方面可以與直流電力拖動媲美。在交流調速技術中，變頻調速具有優(yōu)勢，并且它的調速性能與可靠性不斷完善，價格不斷降低，特別是變頻調速節(jié)電效果明顯，而且易于實現(xiàn)過程自動化，深受工業(yè)行業(yè)的青睞。

1. 交流變頻調速的優(yōu)異特性

1） 調速時平滑性好，效率高。低速時，特性靜關率較高，相對穩(wěn)定性好。

2） 調速范圍較大，精度高。

3） 起動電流低，對系統(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、調試、維修簡便。

5） 易于實現(xiàn)過程自動化。

6） 必須有專用的變頻電源|穩(wěn)壓器，造價較高。

7） 在恒轉矩調速時，低速段電動機的過載能力大為降低。

2. 與其它調速方法的比較

交流電動機的調速方法有三種：變極調速、改變轉差率調速和變頻調速。其中，變頻調速具優(yōu)勢。這里僅就交流變頻調速系統(tǒng)與直流調速系統(tǒng)做一比較。

交流拖動本身存在可以挖掘的節(jié)電潛力。在交流調速系統(tǒng)中，選用電機時往往留有一定余量，電機又不總是在大負荷情況下運行；如果利用變頻電源調速技術，輕載時，通過對電機轉速進行控制，就能達到節(jié)電的目的。工業(yè)上大量使用風機、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速技術，既可大大提高其效率，又可減少10%的電能消耗。

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，是一種新型半導體功率器件，在gto的基礎發(fā)展起來的）等；主回路的拓撲結構可選擇兩電平、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、直接轉矩控制、脈沖寬度調制（pwm）或脈沖幅度調制（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，變頻調速還有變極調速，無級調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，變頻調速采用變極、vvvf和矢量變換控制三種方式，在調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則，如燒結的全交流化，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。

4定期保養(yǎng)

清掃空氣過濾器冷卻風道及內部灰塵。檢查螺絲釘、螺栓以及即插件等是否松動，輸入輸出電抗器的對地及相間電阻是否有短路現(xiàn)象，正常應大于幾十兆歐。導體及絕緣體要及時用酒精擦試干凈。如條件允許的情況下，要用示波器測量開關電源輸出各路電壓的平穩(wěn)性，如：5V、12V、15V、24V等電壓。測量驅動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。

接觸器的觸點是否有打火痕跡，嚴重的要跟換同型號或大于原容量的新品;確認控制電壓的正確性，進行順序保護動作試驗;確認保護顯示回路無異常;確認變頻電源在單獨運行時輸出電壓的平衡度。

建議定期檢查，應一年進行一次。

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，為了保證設備長期的正常運轉，下列器件應定期更換：

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%以上應更換。

2.冷卻風扇

變頻電源的功率模塊是發(fā)熱嚴重的器件，其連續(xù)工作所產(chǎn)生的熱量必須要及時排出，一般風扇的壽命大約為10Kh—40Kh。按變頻電源連續(xù)運行折算為2—3年就要更換一次風扇，直接冷卻風扇有二線和三線之分，二線風扇其中一線為正極，另一線為負極，更換時不要接錯;三線風扇除了正、負極外還有一根檢測線，更換時千萬注意，否則會引起變頻電源過熱報警。交流風扇一般為220V、380V之分，更換時電壓等級不要搞錯。

5生產(chǎn)

簡述

對于變頻電源生產(chǎn)，國外電氣公司都已產(chǎn)業(yè)化了，如德國西門子、法國阿爾斯通、瑞典abb、美國ge、意大利ansoldo、日本日立、日本三菱、日本安川等公司都生產(chǎn)各種容量、不同電壓的通用變頻器可供選用，選擇時可適當參照其業(yè)績及在類似或同樣機組使用情況和經(jīng)驗與效果。變頻所用電動機也需注意，一般1000kw以下的電動機，采用異步電動機性能價格比較好，對于容量較大的可采用同步電動機或異步電動機。異步電動機一般采用線繞電機，而容量較小的電動機一般采用鼠籠電機。由于傳動控制系統(tǒng)一般采用pwm變頻器，故電機也須特殊設計，以滿足pwm變頻調速的要求（按不同機組情況，包括允許過載%、過載時間、工作制、絕緣等級、保護等級、額定電壓等）。一般來說，還須考慮電源污染對電網(wǎng)造成的影響問題，特別對容量特大并使用交—交變頻電源的場合，考慮裝設無功動態(tài)補償裝置（svc）是要認真考慮的。

1996年推出的GH Bladed 是風機設計和分析行業(yè)的標準軟件包。GH T-MON是測量風機結構載荷和

性能的集成硬軟件系統(tǒng)

1998年，公司推出風電場設計和分析軟件工具GH WindFarmer, 被世界各國廣泛采用。GH SCADA已成為業(yè)界的獨立風電場管理、信息和報表工具軟件。2003年推出的GH Forecaster服務,提供風力發(fā)電場發(fā)電量的短期預報。可帶負載種類及容量選擇方時好先了解您將要使用的負載性質，現(xiàn)見到的有五種負載形式： 1 、阻性負載，2、感性負載3 、容性負載：4 、整流性負載；5 、混合型負載；6 、電能可反饋負載。顧客在選擇電源時要根據(jù)負載性質的不同選擇不同的電源容量。（二）變頻電源容量選擇變頻電源對一般負載類型無特殊要求，可適應阻、感性、容性、整流以及混合負載。樣本給出的技術參數(shù)是在額定狀態(tài)、阻性負載條件下測試的，在額定條件下，電源可長期運行。但考慮到電網(wǎng)電壓的波動、負載電流波峰系數(shù)、短時過載等因素，選擇電源容量時，應留有適當裕量，建議如下：（1 ）阻性負載： 電源容量 =1.1×負載功率（2 ）阻感或阻容負載: 電源容量 =1.1× 負載視在功率（3 ）電機負載： 電機負載直接起動時，起動沖擊電流約為額定電流的5 一7 倍，起動時間一般在2秒之內。本系列電源2秒過載能力為2 倍，超出此范圍，電源將過載保護。因此，考慮到起動容量，建議：直接起動的電機類負載，電源容量應為電機功率的3 倍。否則就采取軟起動措施，或定貨時特別說明。（4 ）整流負載： 其輸入回路包含整流二極管（或晶閘管）和濾波電容器，如果輸入回路無軟起動裝置，則在輸入開關合閘瞬間，負載可視為短路，將產(chǎn)生很大的沖擊電流，導致電源過流保護。如果經(jīng)常出現(xiàn)大的起動沖擊電流，對負載回路也將造成不利影響，因此，建議：用戶的整流負載輸入回路應采用軟起動措施，對起動電流進行限制。本系列電源過流保護閥值約為額定值的4 一5 倍，承受時間約為IO毫秒，在此范圍內的沖擊電流，電源均可承受。由于整流負載電流為脈沖電流，電流波峰系數(shù)可達3 -3.5 倍，因此對電源輸出電壓波形和長期運行出力均有一定影響，影響程度由負載電流波峰系數(shù)決定，通常，當負載電流波峰系數(shù)>2 時，電源容量按下式選擇： 電源容量選擇方法1. 阻性： 電源容量 = 1.1×負載功率 負載啟動電流2. 感性： 電源容量 = ────────── ×負載功率負載額定電流負載電流波峰系數(shù) 3. 整流： 電源容量 = ────────── ×負載功率　1.5

4. 混合型：請按照不同負載所占比例適當選取

注：對于冰箱、空調之類的感性負載，應按照啟動功率來選擇電源容量。

如果整流負載與其它對電壓波形要求較高的負載混用，則電源裕量還應在上述基礎上加大。

（5 ）混合負載請按照不同負載所占比例綜合選取

（6 ）電能可反饋負載，如可逆轉電機、調速電機負載，本公司生產(chǎn)的系列電源需要加特殊裝置，當可逆轉電機在突然變換方向時，因內部會產(chǎn)生較大的反向電動勢，形成反向電動勢極易損壞電源，電機內擇電源時，電源應具備泄放回路裝置，訂貨時顧客必須特別予以說明。

. 電源電壓,電源頻率

除了一部分產(chǎn)品之外，電源電壓和電壓頻率在產(chǎn)品出廠時為AC220V 、40HZ-70 HZ：如果需要改變?yōu)樗褂玫貐^(qū)的電源電壓或特殊使用要求，請在訂貨時*。

．外形尺寸· 重量

外形尺寸的表示方式以長度、寬度、高度為順序，以毫米為單位。重量為其近似值。但是，手柄、旋鈕、橡膠墊腳等突起物不包括在內。

國家標準

GB/T 4793.1 測量、控制和試驗室用電氣設備的安全要求 第1部分：通用要求

GB/T 6833.9-87 電子測量儀器電磁兼容性試驗規(guī)范 傳導干擾試驗

GB/T 6587.2-86 電子測量儀器溫度試驗

GB/T 6587.3-86 電子測量儀器濕度試驗

GB/T 6587.4-86 電子測量儀器振動試驗

GB/T 6587.5-86 電子測量儀器沖擊試驗

GB/T 6587.6-86 電子測量儀器運輸試驗

GB/T 6587.7-86 電子測量儀器基本安全試驗

GB/T 6587.8-86 電子測量儀器電源頻率與電壓試驗

GB/T 6592-1996 電工和電子測量設備性能表示

GB/T 6593-1996 電子測量儀器質量檢驗規(guī)則

GB/T 11463-89 電子測量儀器可靠性試驗

GB/T 13384-92 機電產(chǎn)品包裝通用技術條件

GB/T 16511-1996 電氣和電子測量設備隨機文件

GB/T 17626.5-1999 電磁兼容 試驗和測量技術 浪涌（沖擊）抗擾度試驗

GB/T 17626.11-1999 電磁兼容 試驗和測量技術 電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度試驗