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技術研討

何謂變頻電源?

 

 

 

變頻電源原理圖變頻電源是將市電中的交流電經過AC→DC→AC變換, 輸出為純淨的正弦波,輸出頻率和電壓一定範圍內可調。它有別於用於馬達調速用的變頻器,也有別於普通交流穩壓電源。理想的交流電源的特點是頻率穩定、電壓穩定、內阻等於零、電壓波形為純正弦波(無失真)。變頻電源十分接近於理想交流電源,因此,先進發達國家越來越多地將變頻電源用作標準供電電源,以便為用電器提供最優良的供電環境,便於客觀考核用電的技術性能。變頻電源主要有二大種類:線性放大型 SPWM開關型

 

發展歷程

變頻電源是一般的稱呼,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。變頻電源的整個發展史基本是隨著電子器件的發展而發展的。

 

80年代前後,電子式變頻電源多以日本的小型儀器電源為主,該類儀器電源多採用晶體放大的方式製作,80年代後通過台灣傳入中國大陸。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增加,因此需求大功率變頻電源進行測試。對於該部分市場應用的需求,原有的產品功率已不能滿足,所以,電源廠家尋求新的技術來擴大電源的功率。根據當時的技術條件及電子器件,主要向兩條路發展,一方面是保持晶體式的方式不變,採用多機並聯的方式進行擴大容量;另一種方式是採用功率晶體模組。

 

晶體式多級串聯的方式,需要解決環流問題,而且效率低,在工業生產過程中,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,輸出採用PAM濾波方式(為單方波加低次濾波),輸出波形失真較大。這兩種方式製作的電源產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,多採用電機後拖動發電機的方式(M+G)來滿足。

 

電機後拖動發電機的方式(M+G)在使用過程中,存在磨損,以及效率轉換問題。後來參考美國技術,採用SCR來做逆變器,該方式製作的電源,功率大,能滿足客戶使用,比較好的用於取代電機後拖動發電機的方式(M+G),但是該系列的產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展,在80年代末,富士生產出了第一代的IGBT,該電子器件的特性集成了GTR及MOSFET的優點,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的發展速度日新月異,更新換代的速度加快,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製作得以實現。

 

區別

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指標,而且也為出口電器廠商在設計開發、生產、檢測等應用中提供純淨可靠的、低諧波失真的、高穩定的電壓和頻率的正弦波電源輸出。變頻電源是非常接近於理想的交流電源,可以輸出任何國家的電網電壓和頻率。變頻器是由交流一直流一交流(調製波)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衝方波,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。

 

最新技術

當今國際上先進的變頻電源是採用IGBT逆變輸出技術,用先進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、過載等保護及警報故障顯示功能,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、穩定純淨正弦波,模擬測試各種電器產品

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

獨特的瞬時值控制方式,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±0.5~1.0均可

暫態反應快速,對100%的加載或去載,穩壓反應時間在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(PF)全部問LED數碼管顯示,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/輸出完全隔離,安全可靠

適用範圍廣,可廣泛用於需變頻變壓場所

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

 

應用領域

由於世界各國供電指標不統一,出口電器廠商需要電源模擬不同國家的供電狀況,為工程師在設計開發、生產線測試及品保的產品檢測、壽命、過高壓/低壓模擬測試等應用中提供純淨可靠的、低諧波失真、高穩定的頻率和穩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供電進行變壓、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。

 

主要用於製造或出口貿易商對出口電器產品的用電檢測、調試及用於精密儀器的供電電源。廣泛適用於家電製造業、電機、電子製造業、IT產業、電腦設備、實驗室等。

 

★ 家電業製造商如: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、電動剃須刀等產品的測試電源。

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

★ IT產業及電腦設備製造商如:傳真機、影印機、碎紙機、印表機、掃描器、燒錄機、伺服器、顯示器等產品的測試電源。

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

★ 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。

 

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