淺談斬波內(nèi)饋調(diào)速技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用.pdf

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1、魚D麴笪Q!墨Q鯉堂D科技創(chuàng)新淺談斬波內(nèi)饋調(diào)速技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用趙佳音李正隆張興宇中國城市建設(shè)研究院有限公司北京100120引言當前大多數(shù)工業(yè)大型廠房中用電耗電量主要為風機、泵類等設(shè)備。因此經(jīng)常出現(xiàn)風機、水泵負載率長期偏低或負荷經(jīng)常變動且幅值較大e，通常采用高效的調(diào)速技術(shù)改變電動機轉(zhuǎn)速，從而達到節(jié)電目的。其中，以引風機最為突出，大部分廠房中的引風機因功率較大，需采用高壓電機，當前最廣泛的調(diào)速方式為對高壓變頻調(diào)速及斬波內(nèi)饋調(diào)速。高壓變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，使用范圍基本上覆蓋了我國各主要行業(yè)。斬波內(nèi)饋調(diào)速是我國首創(chuàng)的新型交流調(diào)速技術(shù)，特別適用于需要高效節(jié)

2、能的高壓大中容量交流電機的調(diào)速。雖然斬波內(nèi)饋調(diào)速技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的時間并不長，但因其有自身的優(yōu)勢，目前在工業(yè)廠房設(shè)計中也逐漸應(yīng)用開來。1斬波內(nèi)饋調(diào)速技術(shù)與高壓變頻技術(shù)的比較目前我國的大部分工業(yè)廠房中，除引風機外其他廠用電負荷因功率較小均為低壓供電，需要調(diào)速的電機多數(shù)采用低壓變頻調(diào)速，技術(shù)成熟，且經(jīng)濟靈活。而引風機作為全廠最大用電負荷，常常采用10kv或6kv供電，其常見的兩種調(diào)速方式(即斬波內(nèi)饋調(diào)速和高壓變頻調(diào)速)之間的優(yōu)劣，一直廣為爭論。下面從幾個方面比較兩種調(diào)速方式：1．1調(diào)速原理的不同高壓變頻器是一種高．高做法，由高壓輸入，再高壓輸出到高壓電機，所有元件均承受高

3、電壓，通過多組IGBT模塊組合實現(xiàn)大容量、高壓變頻。相應(yīng)元件故障率較高。但進口IGBT模塊運行可靠性較高，穩(wěn)定性很好，整體故障概率較低。斬波內(nèi)饋調(diào)速是一種以低壓控高壓的高效率調(diào)速技術(shù)，突出特征在于“內(nèi)饋”與“斬波”兩項高新技術(shù)的有機結(jié)合。與變頻調(diào)速不同的是，內(nèi)饋調(diào)速采用的是轉(zhuǎn)子控制，因此避開了定子控制的高壓問題。它是使用在低電壓、小電流上運行，采用元器件數(shù)量較少，系統(tǒng)較小，可靠性較高。1．2功率因數(shù)及諧波影響高壓變頻器輸入側(cè)的功率因數(shù)較低，目前變頻器較多的使用電抗器法來改善變頻器的功率因數(shù)。斬波內(nèi)饋調(diào)速的功率因數(shù)可以達到0．85，并且可以采用“內(nèi)補償”技術(shù)，將功率

4、因數(shù)提高到O．92。高壓變頻器的整流和逆變線路都使用了電力電子器件的開關(guān)特性，在其輸入和輸出端都會產(chǎn)生波形畸變，對供電線路和負載電機造成有害的影響。因此，一般采用諧波濾波器對其產(chǎn)生的諧波進行治理。斬波內(nèi)饋調(diào)速系統(tǒng)控制功率小，由于是在電機轉(zhuǎn)子側(cè)實施調(diào)速控制，而轉(zhuǎn)子電壓較低，其控制功率只為電機功率的25％左右，所以它的諧波污染小，電流畸變率小于4％，由于電機轉(zhuǎn)子的隔離作用不會反饋到電網(wǎng)。由于電機的轉(zhuǎn)差能量通過逆變器，經(jīng)過輸出濾波器反饋到電機的附加繞組，其附加繞組也起到隔離作用，因此電機不會產(chǎn)生諧波。1．3對電動機的要求的不同高壓變頻器采用普通鼠籠電機，新建及節(jié)能減排改

5、造項目均可使用，適用范圍較廣。內(nèi)饋斬波調(diào)速采用繞線式內(nèi)反饋電機，內(nèi)反饋定子多一套反饋繞組，因此適用范圍相對高壓變頻器較窄，多用于新建項目。1。4調(diào)速范圍?高壓變頻調(diào)速范圍是0％～100％，幾乎適用于所有的需調(diào)速的設(shè)備。斬波內(nèi)饋調(diào)速裝置的調(diào)速范圍，標準配置是額定轉(zhuǎn)速的50％～100％，在應(yīng)用范圍上有一定的局限性。相比起來高壓變頻在調(diào)速范圍上有較為明顯的優(yōu)勢。1．5設(shè)備尺寸及環(huán)境要求高壓變頻裝置系統(tǒng)龐大，元件數(shù)量較多，設(shè)備尺寸較大(wxDxH：5200～10000x1200x2200)。并且高壓變頻器中發(fā)熱元件較多，運行時散熱量較大，控制系統(tǒng)運行環(huán)境要求也較高，因此宜

6、將高壓變頻裝置設(shè)置在獨立房間內(nèi)，并安裝空調(diào)來調(diào)節(jié)運行環(huán)境溫度。斬波內(nèi)饋調(diào)速裝置采用元器件數(shù)量較少，設(shè)備尺寸較小(wxDxH：2700～3400x800x2200)，對設(shè)備運行環(huán)境要求也不高。目前大多數(shù)國內(nèi)工業(yè)廠房，O米層一般較為緊湊，很難有條件單設(shè)一個高壓變頻器室。1．6設(shè)備投資斬波內(nèi)饋調(diào)速系統(tǒng)由于系統(tǒng)相對高壓變頻器來講結(jié)構(gòu)建筑與裝飾2016年10期9l科技創(chuàng)新曼QD!地鯉QD§墮盟墮蛔較為簡潔，其設(shè)備投資水平相對較低，雖然其驅(qū)動電機需采用繞線式內(nèi)反饋電機，相比普通鼠籠電機造價略高，但整體造價仍低于高壓變頻器。通過以上幾方面的比較，不難發(fā)現(xiàn)，雖然斬波內(nèi)饋調(diào)速在對電

7、動機的要求及調(diào)速范圍方面比高壓變頻調(diào)速有些許不足，但相對重要的幾個衡量指標：諧波、設(shè)備尺寸及環(huán)境要求、設(shè)備投資，斬波內(nèi)饋調(diào)速系統(tǒng)都有高壓變頻無法比擬的優(yōu)勢，也就是說，斬波內(nèi)饋調(diào)速技術(shù)相對高壓變頻技術(shù)更適合在廠房中有大功率高壓電機的調(diào)速應(yīng)用。2斬波內(nèi)饋調(diào)速系統(tǒng)在垃圾焚燒發(fā)電廠中的設(shè)計應(yīng)用斬波內(nèi)饋調(diào)速系統(tǒng)主要有以下設(shè)計內(nèi)容：2．1一次回路包括：斬波內(nèi)饋調(diào)速裝置到內(nèi)饋電機的轉(zhuǎn)子繞組的線路，到內(nèi)饋繞組的線路，高壓電機出線柜到內(nèi)饋電機的定子繞組的線路。低壓配電箱到斬波內(nèi)饋調(diào)速裝置的電源線路等。2．2斬波內(nèi)饋調(diào)速裝置到高壓配電柜的控制信號有【2】：遠控合閘命令信號、遠控跳閘命

8、令信號、合