高壓變頻、斬波內(nèi)饋、轉(zhuǎn)子電阻等方案的比較.doc

高壓變頻、斬波內(nèi)饋、轉(zhuǎn)子電阻等方案的比較高壓變頻、斬波內(nèi)饋、轉(zhuǎn)子電阻等方案的比較高壓變頻調(diào)速、斬波內(nèi)饋調(diào)速、轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速三種方法，是近年來(lái)用于高壓電機(jī)節(jié)能調(diào)速的幾種主要方案，其特點(diǎn)、原理、應(yīng)用范圍、環(huán)境要求、價(jià)格費(fèi)用等各有千秋。下面分別對(duì)這幾種方案進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，最后給出一個(gè)綜合表格以分項(xiàng)目形式進(jìn)行比較。1 高壓變頻調(diào)速方案1.1 原理簡(jiǎn)介：由三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)差率定義：s=(n1 n)/n1 （n為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速， n1為同步轉(zhuǎn)速）以及 n1=60f/p （p為電機(jī)的極對(duì)數(shù)，f為電源頻率）得電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為：n = 60 f/p (1s)從此式可見，改變電動(dòng)機(jī)供電頻率f可以達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，這就是變頻調(diào)速法的最基本原理。圖1 變頻調(diào)速的原理圖1.2 選用變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)1.2.1 變頻調(diào)速方案適用于電廠常用的鼠籠式電動(dòng)機(jī)，不用更換或改造原用的電機(jī)即可實(shí)現(xiàn)調(diào)速節(jié)能的目的。1.2.2 其調(diào)速范圍大、效率高，轉(zhuǎn)速控制精確，調(diào)速幅度可達(dá)1:10 1:1000。1.2.3 兼作電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)之用途，不必另外安裝起動(dòng)裝置。1.2.4 在電力系統(tǒng)知名度大，已應(yīng)用較多。1.3 缺點(diǎn)1.3.1 高壓變頻（又稱變頻控制柜）初其投入費(fèi)用高（但適用于低壓電機(jī)的變頻器價(jià)格性能就很合適）。1.3.2 變頻后所產(chǎn)生的諧波、低轉(zhuǎn)速下所帶來(lái)的散熱問(wèn)題會(huì)影響電機(jī)壽命。因此，在調(diào)速改造幾年后，往往會(huì)出現(xiàn)燒電機(jī)、燒瓦問(wèn)題?，F(xiàn)在已有電機(jī)廠專門制造適用于變頻的電動(dòng)機(jī)。1.3.3 從已投運(yùn)的高壓變頻器看（包括進(jìn)口產(chǎn)品如ABB），大部分存在著經(jīng)常跳閘，運(yùn)行不可靠的問(wèn)題。1.3.4 占地面積大，而且對(duì)環(huán)境要求高，需要清潔的專用房間，而且房間內(nèi)應(yīng)有高功率空調(diào)設(shè)備。1.3.5 電子元器件如高壓晶閘管等易損壞，供貨周期長(zhǎng)且費(fèi)用高。技術(shù)復(fù)雜，不易維護(hù)。1.3.6 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試周期長(zhǎng)。2 斬波調(diào)速方案2.1 原理簡(jiǎn)介這是號(hào)稱中國(guó)首創(chuàng)的一種新型交流調(diào)速技術(shù)，它強(qiáng)烈地批判了以電機(jī)轉(zhuǎn)速公式：n=60f/p(1s)為依據(jù)建立的交流調(diào)速技術(shù)如變頻技術(shù)等，提出了“交流調(diào)速的功率控制原理”（P理論）。該理論表明，包括異步機(jī)在內(nèi)的所有電動(dòng)機(jī)，調(diào)速的實(shí)質(zhì)在于功率控制。通過(guò)近二十年的理論研究和實(shí)踐探索，斬波內(nèi)饋調(diào)速在技術(shù)和理論上都取得了很大發(fā)展斬波內(nèi)饋調(diào)速是融斬波控制和內(nèi)饋電機(jī)兩項(xiàng)專利技術(shù)于一體的交流調(diào)速，其“內(nèi)饋”和“斬波”功能分別由電機(jī)和與電機(jī)相聯(lián)的控制柜完成，二者渾然一體，構(gòu)成“斬波調(diào)速方案”，電機(jī)是專用的繞線式內(nèi)饋電機(jī)， 控制柜就是斬波器。2.2 優(yōu)點(diǎn)2.2.1 與變頻相比投資少，包括電機(jī)改造費(fèi)用大約只是變頻調(diào)速價(jià)格的1/2。2.2.2 調(diào)速效率高。它揚(yáng)言在相同條件下，變頻比它多節(jié)0.1度電，則分文不取。2.2.3 與變頻相比運(yùn)行可靠性高，特別是電源瞬時(shí)停電也不會(huì)損壞晶閘管，這是目前國(guó)內(nèi)外其它調(diào)速產(chǎn)品均未能解決的難題。2.2.4 諧波污染小，電流畸變率小于5%，而且由于轉(zhuǎn)子的隔離作用不會(huì)反饋至電網(wǎng)，無(wú)污染，是綠色環(huán)保產(chǎn)品。變頻調(diào)速的諧波較高且直接污染電網(wǎng)，有時(shí)需加裝濾波裝置才允許運(yùn)行。2.3 缺點(diǎn)2.3.1 必須更換成專用的繞線式電機(jī)。2.3.2 雖然具有軟起動(dòng)功能，但起動(dòng)性能不如變頻和下面的轉(zhuǎn)子電阻方案。2.3.3 調(diào)速范圍小于變頻，但對(duì)電力行業(yè)特點(diǎn)而言也已足夠。2.3.4 雖然在電力系統(tǒng)已大量應(yīng)用，但沒有變頻調(diào)速名氣大，用戶比變頻調(diào)速少。3 轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速方案3.1 原理簡(jiǎn)介由電機(jī)的轉(zhuǎn)速 n = 60f/p (1s)可見，改變轉(zhuǎn)差率s也可以達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速n 的目的。由于繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈串電阻后，不同的電阻，其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率不同，這就是轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速法的最基本原理。轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速是通過(guò)平滑地調(diào)整轉(zhuǎn)子電阻中兩極板間的距離，來(lái)改變串入繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中的電阻，達(dá)到調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。電阻越大，電機(jī)轉(zhuǎn)速越低；電阻為零，電機(jī)達(dá)到全速。3.2 優(yōu)點(diǎn)3.2.1 投資少，大約為變頻調(diào)速的13，斬波內(nèi)饋的12。3.2.2 運(yùn)行可靠，而且基本上沒有維護(hù)工作量。3.2.3 由于轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速屬于純電阻性質(zhì)，沒有變頻技術(shù)的諧波問(wèn)題。3.2.4 兼作電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)之用途，不必另外安裝起動(dòng)裝置。3.2.5 安裝調(diào)試簡(jiǎn)單。3.3 缺點(diǎn)3.3.1 必須更換或者改造成繞線式電機(jī)。3.3.2 由于串入轉(zhuǎn)子回路中的電阻發(fā)熱浪費(fèi)能量，所以調(diào)速效率較低。我公司工程技術(shù)人員通過(guò)多年的研究，采用更先進(jìn)的IGBT控制技術(shù)結(jié)合多年礦用機(jī)車的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，自主開發(fā)了直交變頻調(diào)速系列電機(jī)車。變頻調(diào)速電機(jī)車是將從受電弓（或蓄電池）取得的直流電通過(guò)變頻器變成三相交流電，去驅(qū)動(dòng)三相交流異步電動(dòng)機(jī)。通過(guò)改變變頻器的輸出頻率達(dá)到調(diào)速的目的，（直流機(jī)車采用電阻啟動(dòng)和調(diào)速）減少了電能消耗，可節(jié)能30%。減少了蓄電池的充放電次數(shù)，相應(yīng)延長(zhǎng)了蓄電池壽命。機(jī)車的前進(jìn)后退，加速減速都通過(guò)電子器件進(jìn)行控制，取消了易損的大電流觸點(diǎn)，又由于三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，降低了故障率，提高了機(jī)車的運(yùn)行效率。變頻式電機(jī)車采用速度控制方式，機(jī)車運(yùn)行速度決定于主手柄的位置，手柄在高速位置時(shí)，機(jī)車高速運(yùn)行，放低速位置時(shí)，機(jī)車在幾秒內(nèi)就會(huì)進(jìn)入低速運(yùn)行。放在0位，機(jī)車就會(huì)很快停車。不需要手輪減速和制動(dòng)，從而減少了閘瓦的磨損。機(jī)車的加速度具有5秒的常數(shù)，即使司機(jī)錯(cuò)誤地把手柄由0位直接轉(zhuǎn)到高速，也不會(huì)使機(jī)械部件受到過(guò)大沖擊損壞。由于采用了BTC控制，比別的方式有更大的啟動(dòng)牽引力，重載上坡時(shí)也能正常啟動(dòng)。變頻調(diào)速機(jī)車是既節(jié)能降耗，又安全可靠的新型產(chǎn)品，值得用戶信賴，歡迎用戶選用。2.5T電機(jī)車，有一般型、安全型、防爆特殊型三種。主要特點(diǎn)：外形尺寸小、軸距短、漲閘制動(dòng)快而可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維修，適用于支巷道和小礦運(yùn)輸和中小型礦調(diào)車用。5T防爆特殊型電機(jī)車，分無(wú)級(jí)和有級(jí)調(diào)速兩種。在無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)車上首先采用晶閘管斬波調(diào)速新技術(shù)。主要特點(diǎn)：整機(jī)結(jié)構(gòu)合理，防爆性能可靠，起動(dòng)平滑，節(jié)約能耗。有級(jí)調(diào)速機(jī)車是采用蓄電池串并聯(lián)、電機(jī)串并聯(lián)加磁場(chǎng)削弱。調(diào)速級(jí)數(shù)為7級(jí)，該車起動(dòng)較平滑，無(wú)明顯沖擊。防爆性能可靠，質(zhì)量良好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維修，深受用戶歡迎。8T雙端司機(jī)室機(jī)車8T電機(jī)車多種型號(hào)和多種電壓等級(jí)，并有安全和防爆特殊型兩種。8T110V和8T132V電機(jī)車為一級(jí)傳動(dòng)，屬于第一代產(chǎn)品，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠的特點(diǎn)。8T 144V電機(jī)車是為解決第一代機(jī)車后暸望而設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。具有蓄電池容量大，機(jī)車重心低，后暸望好的特點(diǎn)。它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可靠性高，運(yùn)行可靠。8T 140V電機(jī)車是新一代節(jié)能型產(chǎn)品，它運(yùn)用現(xiàn)代斬波技術(shù)，采用二級(jí)變速，橡膠減振器，具有節(jié)能、運(yùn)行可靠的特點(diǎn)，是替代電阻調(diào)速車?yán)硐氲墓?jié)能的節(jié)能產(chǎn)品。以上8T機(jī)車