在電力拖動(dòng)的發(fā)展歷史中,交流與直流拖動(dòng)兩種方式始終并存于工業(yè)領(lǐng)域中。伴隨著科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程,它們相互競(jìng)爭(zhēng),相互促進(jìn),推動(dòng)電力拖動(dòng)歷史的發(fā)展。
在19世紀(jì)80年代以前,利用蓄電池的直流拖動(dòng)系統(tǒng)占統(tǒng)治地位。80年代后,隨著三相交流電的傳輸方式的應(yīng)用而產(chǎn)生籠型交流電動(dòng)機(jī),并很快在工業(yè)生產(chǎn)及人民生活的各個(gè)領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用,并占據(jù)主要地位。之后,隨著科技的發(fā)展,對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)提出更高的要求,特別是在精密機(jī)械、冶金、國(guó)防工業(yè)等方面,要求調(diào)速精度高、調(diào)速范圍寬、動(dòng)態(tài)性能好,起制動(dòng)靈活等,交流拖動(dòng)則難以滿足以上要求。因此,過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)期,在高性能的電力拖動(dòng)系統(tǒng)中,一直是直流拖動(dòng)占主要地位。然而交流電動(dòng)機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)相比,也具有很多明顯的優(yōu)點(diǎn)。
(1)交流電動(dòng)機(jī)不存在換向器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度限制,也不存在電樞元件的電抗電勢(shì)限制,其轉(zhuǎn)速可以設(shè)計(jì)得比相同功率的直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速更高。
(2)直流電動(dòng)機(jī)的電樞電流電壓的值受換向器的限制,交流電動(dòng)機(jī)則無(wú)此限制,它的單機(jī)功率可以比直流電動(dòng)機(jī)更大。
(3)直流電動(dòng)機(jī)換向器制作工藝復(fù)雜、成本較高,相比之,交流電動(dòng)機(jī)則成本低廉。
(4)直流電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)行時(shí),由于受電抗電勢(shì)的限制,一般最高速時(shí)(額定轉(zhuǎn)速以上),輸出功率僅能達(dá)到額定功率的80%,交流電動(dòng)機(jī)則不受限制,它可以在高速時(shí)以額定功率運(yùn)行。
(5)交流電動(dòng)機(jī)無(wú)換向器之類(lèi)經(jīng)常需要保養(yǎng)維護(hù)的部分。維護(hù)方便,經(jīng)久耐用。在某些惡劣的環(huán)境下,例如,易燃易爆場(chǎng)合,也能可靠工作。
(6)直流拖動(dòng)系統(tǒng)的控制設(shè)備復(fù)雜、機(jī)構(gòu)龐大、造價(jià)高。而某些簡(jiǎn)單的交流調(diào)速系統(tǒng)(特別是現(xiàn)在大量使用的變頻器的調(diào)速系統(tǒng))則具有設(shè)備簡(jiǎn)單、造價(jià)低、維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。
(7)現(xiàn)在大量使用的變頻器調(diào)速系統(tǒng)在節(jié)能方面有明顯的優(yōu)勢(shì)(特別是在風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)方面的應(yīng)用中)。
由于交流拖動(dòng)具有以上優(yōu)點(diǎn),過(guò)去在一些性能要求不高的場(chǎng)合,仍有人愿意采用交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速,以求得體積小、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái),隨著電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展及新型電力電子器件的出現(xiàn),使交流變頻器調(diào)速方式獲得廣泛應(yīng)用,許多過(guò)去采用直流電動(dòng)機(jī)的精密設(shè)備、大型設(shè)備,現(xiàn)在改用交流拖動(dòng)的例子不勝枚舉。目前已有逐漸取代直流拖動(dòng)的趨勢(shì)。