电能质量解决方案与交流稳压器的应用

电能质量解决方案与交流稳压器的应用

                                                                                   电能质量与机床设备

                                      （机床设备电能受困，电压补偿器显神力）

1.引言

凡是用电设备中，电能质量的问题日益被人们所重视。电能质量负面问题，除谐波分量限值超标危害之外，还有如：电压暂升、电压暂降、短时断电、过电压等等。根据电能质量问题带来危害的表现，不同行业以及用电设备或者工艺的敏感度而不同。日常中，机床工具设备因受电能质量的影响，引发停机、停产的现象已是常见不怪；甚至，一次电压暂升或暂降的问题，可能造成巨大的经济损失也屡见不鲜。

机床工具自动化设备，智能化成为趋势与常态。所谓智能化，是由微处理器、变频驱动、可编程序控制器等等，高科技综合自动化来组合。这种组合，不但对电能质量提出一定的要求并且尤为敏感。机床设备供电端的电压暂升、电压暂降、短时断电、过电压等问题，已成为必须认真对待和解决的新课题。

2.电能质量解决方案

解决电能质量问题的方案有多种。根据不同的状况采取优选方案，包括宏观的系统性整体解决、就地局部性的或者量身定做解决方案。而用户最于关心的是有效方案和经济成本问题，二者能否两全其美？正确答案有了，将机床设备配置交流稳压器的方法，是目前性价比很高的解决方案。

3.交流稳压器应用

    交流稳压器，也叫交流电力稳压器、交流稳压电源，国家标准称以交流稳压器。是针对电网供电不稳或者用电负载电流波动过大，造成系统电网不稳而孕生设计的。稳压器有效地解决了电压升降幅值波动的问题，让用电设备保持在预置可控的稳压范围中正常工作。

实践中，使用的交流稳压器主要分为两大类。第一类：伺服传动、碳刷有触点式交流稳压器。第二类：电子开关切换无触点式交流稳压器。这两大类的交流稳压器在各种机床设备中得到广泛的应用，保证了机床设备在稳压的供电环境中正常运行。交流稳压器具备多种自动保护功能，便成了机床设备的安全保护器。因此，拥有机床设备的用户遇到电能问题时，必然会想到交流稳压器，稳压器成为最理想的配套设备。

系列交流稳压产品的应用，不仅仅在机床设备行业有所作为，而且与其他行业如：机械、印刷、通信、交通、医疗等等用电设备的配套需求，仍是长盛不衰。系列交流稳压器几乎覆盖所有用电设备配套，有力保障了用电设备运行的可靠性、安全性，为用户创建佳绩立下汗马功劳；交流稳压器为用电设备相配套，已经居于举足轻重的地位。.

4.新需求显现

    随着市场需求变化和科学技术的进步。目前，交流稳压技术正面临新的挑战，用户对交流稳压技术又提出新要求。第一，是响应速度更快，要求电压暂升、电压暂降突变时间小于20ms的条件下，让稳压器完成补偿稳压。第二，是大功率补偿稳压达到1%的输出精度。

    了解交流稳压器的相关国家标准，上述关于响应速度和稳压精度，这两点重要参数指标，对现有两大类交流稳压器而言，显然是难以满足。

5.智能式瞬态电压补偿器

    ADVR智能式瞬态电压补偿器是现代科技产物。高端交流电压瞬态补偿器，把原来对交流稳压定义的认识与思路，将进一步地引领到交流电压暂升与暂降治理的概念上来，它是稳定用电的最佳解决方案。其动态电压补偿调节与快速恢复有如下特点：

（1）补偿速度快，完全矫正电压时间小于20ms；

（2）补偿精度高，无级量电压连续调节，输出电压波动小于± 1%（额定电压）；

（3）不产生谐波增量；

（4）开关损耗低，整机效率大于97%；

（5）模块化设计，方便安装与长寿命；

（6）适用范围广，不受负载性质种类限制；

（7）稳定可靠，免于维护。

    ADVR智能式瞬态电压补偿器，采用先进的电力电子技术，成熟的数字信号处理矢量计算方法；以IGBT为核心功率器件，PWM控制技术直接控制补偿电压，具有无触点、快响应、无级调节补偿、高精度。从性能与技术参数以及实际运行效果等方面来评估，智能式瞬态电压补偿器，成为目前系列交流稳压产品的高端版本。

智能式瞬态电压补偿器使用最宜场合：一般交流稳压器不能正常工作的用电环境，更胜任于高精度用电设备的供电，如机场、医疗、激光加工、数控加工或动态电压剧烈变化的用电设备和环境。

5.1智能式瞬态电压补偿器原理简介（图1）

动态电压补偿调节，以PWM稳压模块作为补偿控制单元。由于PWM模块只能实现正向电压补偿调节，双向电压补偿由补偿变压实现，变压器的双绕组，通过晶闸管电子开关切换不同的绕组实现正确的双向电压补偿。

（图1）PWM 电压补偿单相原理图

    智能式瞬态电压补偿器不产生补偿电压时，补偿变压器次级直通负载，输出不会断电；假如补偿器自身设备发生故障时，内部旁路闭合，输出也不断电。

5.2智能式瞬态电压补偿器主要技术参数

5.3交流稳压器主要技术比较

                     常见交流稳压器的技术对比（表）

6.案例故事

江苏某金属加工单位，使用数控机床加工设备，平时运行与产品加工正常自如。却在某时间段机床运行出现停机状态，显示屏提示为电源问题，但周边的用电却正常，问题究竟出在哪里？结果查明，是附近厂家的一台机械加工设备用电所故。该大功率设备动态电流起伏波动过大，而波动突变时间速度也过快，一秒钟时间内变化数次，导致了上述数控机床因供电频繁的暂升暂降而停机。事后配置了交流稳压器，而传统交流稳压器的响应速度时间大于100ms，依旧无法满足要求。然后换成ADVR瞬态电压补偿器，于是用户长时间受电能质量困扰的问题就此迎刃而解。诸多类似或不同的案列，均有不同的故事。

7.分析结论

电能在每秒钟数次的幅度波动，按照频率计算，速度时间已经是小于50ms，以电能质量的时间理论要求，这种突变动态过程，属于瞬态的概念范畴，要实现快速稳压已经“力不从心”。现代科技关注速度，提高速度至关重要！此案例的结论是：科学实践出真理！交流稳压器其响应速度参数，如果大于100ms就无法胜任于瞬态变化的用电环境。遇到电能质量问题，选择合理正确的对策方案，看似突变复杂的难题，依然是“手到病除”。

8.束语

电能质量是影响机床设备数控系统可靠性、安全性的重要因素。如何对策和选择解决方案？改善电能质量，保障产品加工质量有着重大意义；电能质量直接关系到国民经济的总体效益。建议：使用数控机床设备，应当配置相应的交流稳压器，即便起到事半功倍的作用。