交流拖動本身存在可以挖掘的節電潛力。在交流調速系統中,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速技術,輕載時,通過對電機轉速進行控制,就能達到節電的目的。工業上大量使用風機、水泵、壓縮機等,其用電量約占
工業用電量的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。
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。