浅谈斩波内馈调速技术在工业设计中的应用.pdf

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1、鱼D麴笪Q!墨Q鲤堂D科技创新浅谈斩波内馈调速技术在工业设计中的应用赵佳音李正隆张兴宇中国城市建设研究院有限公司北京100120引言当前大多数工业大型厂房中用电耗电量主要为风机、泵类等设备。因此经常出现风机、水泵负载率长期偏低或负荷经常变动且幅值较大e，通常采用高效的调速技术改变电动机转速，从而达到节电目的。其中，以引风机最为突出，大部分厂房中的引风机因功率较大，需采用高压电机，当前最广泛的调速方式为对高压变频调速及斩波内馈调速。高压变频调速技术已经得到了广泛的应用，使用范围基本上覆盖了我国各主要行业。斩波内馈调速是我国首创的新型交流调速技术，特别适用于需要高效节

2、能的高压大中容量交流电机的调速。虽然斩波内馈调速技术发展应用的时间并不长，但因其有自身的优势，目前在工业厂房设计中也逐渐应用开来。1斩波内馈调速技术与高压变频技术的比较目前我国的大部分工业厂房中，除引风机外其他厂用电负荷因功率较小均为低压供电，需要调速的电机多数采用低压变频调速，技术成熟，且经济灵活。而引风机作为全厂最大用电负荷，常常采用10kv或6kv供电，其常见的两种调速方式(即斩波内馈调速和高压变频调速)之间的优劣，一直广为争论。下面从几个方面比较两种调速方式：1．1调速原理的不同高压变频器是一种高．高做法，由高压输入，再高压输出到高压电机，所有元件均承受高

3、电压，通过多组IGBT模块组合实现大容量、高压变频。相应元件故障率较高。但进口IGBT模块运行可靠性较高，稳定性很好，整体故障概率较低。斩波内馈调速是一种以低压控高压的高效率调速技术，突出特征在于“内馈”与“斩波”两项高新技术的有机结合。与变频调速不同的是，内馈调速采用的是转子控制，因此避开了定子控制的高压问题。它是使用在低电压、小电流上运行，采用元器件数量较少，系统较小，可靠性较高。1．2功率因数及谐波影响高压变频器输入侧的功率因数较低，目前变频器较多的使用电抗器法来改善变频器的功率因数。斩波内馈调速的功率因数可以达到0．85，并且可以采用“内补偿”技术，将功率

4、因数提高到O．92。高压变频器的整流和逆变线路都使用了电力电子器件的开关特性，在其输入和输出端都会产生波形畸变，对供电线路和负载电机造成有害的影响。因此，一般采用谐波滤波器对其产生的谐波进行治理。斩波内馈调速系统控制功率小，由于是在电机转子侧实施调速控制，而转子电压较低，其控制功率只为电机功率的25％左右，所以它的谐波污染小，电流畸变率小于4％，由于电机转子的隔离作用不会反馈到电网。由于电机的转差能量通过逆变器，经过输出滤波器反馈到电机的附加绕组，其附加绕组也起到隔离作用，因此电机不会产生谐波。1．3对电动机的要求的不同高压变频器采用普通鼠笼电机，新建及节能减排改

5、造项目均可使用，适用范围较广。内馈斩波调速采用绕线式内反馈电机，内反馈定子多一套反馈绕组，因此适用范围相对高压变频器较窄，多用于新建项目。1。4调速范围⋯高压变频调速范围是0％～100％，几乎适用于所有的需调速的设备。斩波内馈调速装置的调速范围，标准配置是额定转速的50％～100％，在应用范围上有一定的局限性。相比起来高压变频在调速范围上有较为明显的优势。1．5设备尺寸及环境要求高压变频装置系统庞大，元件数量较多，设备尺寸较大(wxDxH：5200～10000x1200x2200)。并且高压变频器中发热元件较多，运行时散热量较大，控制系统运行环境要求也较高，因此宜

6、将高压变频装置设置在独立房间内，并安装空调来调节运行环境温度。斩波内馈调速装置采用元器件数量较少，设备尺寸较小(wxDxH：2700～3400x800x2200)，对设备运行环境要求也不高。目前大多数国内工业厂房，O米层一般较为紧凑，很难有条件单设一个高压变频器室。1．6设备投资斩波内馈调速系统由于系统相对高压变频器来讲结构建筑与装饰2016年10期9l科技创新曼QD!地鲤QD§堕盟堕蛔较为简洁，其设备投资水平相对较低，虽然其驱动电机需采用绕线式内反馈电机，相比普通鼠笼电机造价略高，但整体造价仍低于高压变频器。通过以上几方面的比较，不难发现，虽然斩波内馈调速在对电

7、动机的要求及调速范围方面比高压变频调速有些许不足，但相对重要的几个衡量指标：谐波、设备尺寸及环境要求、设备投资，斩波内馈调速系统都有高压变频无法比拟的优势，也就是说，斩波内馈调速技术相对高压变频技术更适合在厂房中有大功率高压电机的调速应用。2斩波内馈调速系统在垃圾焚烧发电厂中的设计应用斩波内馈调速系统主要有以下设计内容：2．1一次回路包括：斩波内馈调速装置到内馈电机的转子绕组的线路，到内馈绕组的线路，高压电机出线柜到内馈电机的定子绕组的线路。低压配电箱到斩波内馈调速装置的电源线路等。2．2斩波内馈调速装置到高压配电柜的控制信号有【2】：远控合闸命令信号、远控跳闸命

8、令信号、合