高壓斬波內(nèi)饋調(diào)速

1、斬波內(nèi)饋調(diào)速在電廠熱網(wǎng)循環(huán)泵的應(yīng)用摘要：文章介紹了高壓斬波內(nèi)饋調(diào)速裝置的原理、優(yōu)點(diǎn)，并通過高壓斬波內(nèi)饋調(diào)速在山西潞安容海電廠熱網(wǎng)循環(huán)泵電機(jī)上的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，在某些高壓大容量電動(dòng)機(jī)的調(diào)速中使用斬波內(nèi)饋調(diào)速技術(shù)會(huì)更適合。經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用, 斬波內(nèi)饋調(diào)速不僅能滿足設(shè)計(jì)需要,而且由于其控制功率小、故障率低，使用成本和維護(hù)費(fèi)用也極低,具有極大的推廣價(jià)值。關(guān)鍵詞：高壓斬波內(nèi)饋 串級(jí)調(diào)速 節(jié)能 經(jīng)濟(jì)效益0 引言“斬波內(nèi)饋調(diào)速”是基于我國(guó)著名教授，高級(jí)工程師屈維謙先生的P理論發(fā)展而來的一種新型的交流調(diào)速技術(shù)，其顯著特點(diǎn)是用數(shù)字化的斬波電路來控制專用的內(nèi)饋調(diào)速電機(jī)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)而控制負(fù)載的目的，這項(xiàng)技術(shù)從根本

2、上克服了以往的串級(jí)調(diào)速存在的諧波分量大等缺陷，更增強(qiáng)了設(shè)備的穩(wěn)定性和設(shè)備的壽命。通過多年理論研究和實(shí)踐的檢驗(yàn)，斬波內(nèi)饋調(diào)速在技術(shù)和理論上都了很大的進(jìn)步。通過在大量實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，斬波內(nèi)饋調(diào)速具有效率高，成本低，諧波分量小等優(yōu)點(diǎn)，在高壓、大容量風(fēng)機(jī)泵類的節(jié)能和調(diào)速方面具有很大的應(yīng)用潛力。1 斬波內(nèi)饋調(diào)速基本原理 內(nèi)饋調(diào)速的本質(zhì)是將電機(jī)的部分輸出功率以電能的方式反饋給電機(jī)內(nèi)的調(diào)節(jié)繞組，當(dāng)電機(jī)輸出功率下降時(shí)，轉(zhuǎn)子反饋給調(diào)節(jié)繞組的功率就上升，電機(jī)轉(zhuǎn)速就會(huì)降低；反之，電機(jī)輸出功率上升時(shí)，轉(zhuǎn)子反饋給調(diào)節(jié)繞組的功率就會(huì)下降，電機(jī)轉(zhuǎn)速就會(huì)上升，互相轉(zhuǎn)化的這部分轉(zhuǎn)子功率就叫電轉(zhuǎn)差功率。電轉(zhuǎn)差功率可以在轉(zhuǎn)子

3、和調(diào)節(jié)繞組之間來回傳輸而不需要經(jīng)過其他途徑。這就是內(nèi)饋調(diào)速的本質(zhì)，也是其不同于其他調(diào)速方式的地方。其工作原理如圖1所示。圖1 內(nèi)饋調(diào)速的電機(jī)與系統(tǒng)其中：P1為無內(nèi)饋的定子功率 P3為內(nèi)饋繞組功率 Pm為機(jī)械功率 Pem為定轉(zhuǎn)子之間的電磁功率 Pes為附加電磁功率（也叫電轉(zhuǎn)差功率）所謂內(nèi)饋調(diào)速，是異步電機(jī)定子上附加一組與原來繞組相絕緣的內(nèi)饋繞組（也叫調(diào)節(jié)繞組），其作用是用來接受電機(jī)轉(zhuǎn)子移出的電轉(zhuǎn)差功率，斬波內(nèi)饋調(diào)速設(shè)備內(nèi)有個(gè)變流裝置，它能使內(nèi)饋繞組處于發(fā)電狀態(tài)，將接受到的電轉(zhuǎn)差功率功率通過電磁感應(yīng)反饋給定子繞組，使定子的有功功率與電機(jī)輸出功率基本上保持一致。斬波內(nèi)饋調(diào)速其主要特征是將“內(nèi)饋”與“

4、斬波”相結(jié)合，以低壓來控制高壓的一項(xiàng)調(diào)速技術(shù)。內(nèi)饋調(diào)速采用轉(zhuǎn)子控制調(diào)速，和變頻調(diào)速相比，斬波內(nèi)饋調(diào)速雖然是用低壓電路控制的一種調(diào)速方式，但是它與變頻調(diào)速的基本原理相同，二者無本質(zhì)區(qū)別。內(nèi)饋調(diào)速電機(jī)安裝尺寸與原來安裝的電機(jī)相同，在斬波內(nèi)饋調(diào)速裝置上并聯(lián)一個(gè)旁路，當(dāng)內(nèi)饋調(diào)速裝置出現(xiàn)故障跳閘時(shí)，保護(hù)裝置將電機(jī)自動(dòng)切換到旁路運(yùn)行，此時(shí)電機(jī)進(jìn)入全速運(yùn)行模式，不會(huì)因內(nèi)饋調(diào)速系統(tǒng)的故障而影響設(shè)備運(yùn)行，極大提高了系統(tǒng)的可靠性。2 斬波內(nèi)饋調(diào)速的主要技術(shù)性能指標(biāo)調(diào)速范圍60100%ne（通常）平均調(diào)速效率90%（系統(tǒng)）控制功率因數(shù)0.9（恒定）啟動(dòng)電流3.0Ie啟動(dòng)時(shí)間60s控制方式自動(dòng)4-20mA手動(dòng)開關(guān)給定

5、3 斬波內(nèi)饋調(diào)速的主要特點(diǎn)1、雙電源。AC/DC220V雙回路電源供電，確?？刂葡到y(tǒng)的可靠性；2、PLC控制。邏輯電路采用PLC控制，自動(dòng)化程度高，性能可靠；3、鎖相環(huán)。鎖相環(huán)電路的脈沖控制，具有超強(qiáng)抗干擾能力；4、控制給定。高性能、數(shù)字化的信號(hào)給定，線性度好，可靠性高；5、測(cè)速。獨(dú)家首創(chuàng)的全電子無機(jī)械傳動(dòng)測(cè)速裝置，精確顯示調(diào)速速度；6、具有完善的裝置保護(hù)（如：過壓、逆變、缺相等保護(hù)）和機(jī)械記憶功能；7、故障轉(zhuǎn)全速。若斬波內(nèi)饋調(diào)速裝置出現(xiàn)故障，系統(tǒng)自動(dòng)切換至全速模式，確保熱網(wǎng)循環(huán)泵正常、不間斷運(yùn)行（亦可根據(jù)用戶的需要設(shè)定為故障轉(zhuǎn)停車）；8、觸發(fā)可靠。所有功率半導(dǎo)體器件的觸發(fā)電路與主電路采用脈沖

6、變壓器電磁隔離，沒有直接電氣聯(lián)系.4 斬波內(nèi)饋調(diào)速設(shè)備應(yīng)用4.1 設(shè)備構(gòu)成斬波內(nèi)饋調(diào)速設(shè)備是由YQT內(nèi)饋調(diào)速電機(jī)和CTK-1斬波控制裝置組成。斬波內(nèi)饋調(diào)速裝置與調(diào)速電機(jī)恒速運(yùn)行裝置為并聯(lián)關(guān)系，當(dāng)調(diào)速控制裝置發(fā)生意外或者故障時(shí)，自動(dòng)保護(hù)裝置可以自動(dòng)將電動(dòng)機(jī)切換為全速運(yùn)行，不至于造成設(shè)備停運(yùn)，可將故障影響降低到最小限度。4.2 應(yīng)用情況1、#1熱網(wǎng)循環(huán)泵電機(jī)技術(shù)參數(shù)對(duì)比：原電機(jī)參數(shù):三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y450-4功率：500Kw額定頻率：50Hz防護(hù)等級(jí)：IP54定子Y接額定電壓：6Kv額定電流：62.5AF級(jí)絕緣轉(zhuǎn)速：1495rpmcos：0.86工作制：S1重量：4650Kg改后電機(jī)參數(shù):銘

7、牌:YQTK450-4 定子電壓:6kV 定子電流:57.4A 內(nèi)饋繞組電壓：430V 內(nèi)饋繞組電流：147.2A轉(zhuǎn)子電壓：900V 轉(zhuǎn)子電流：333A額定功率:500kW 額定轉(zhuǎn)速:1483rpm 2、試驗(yàn)結(jié)果的分析:通過測(cè)試和計(jì)算，#1熱網(wǎng)循環(huán)泵工頻運(yùn)行時(shí)，其消耗的功率為額定功率;當(dāng)循環(huán)泵進(jìn)入調(diào)速狀態(tài)時(shí)，給定其運(yùn)行轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分，其消耗的功率為295.3kW;由此可以看出，循環(huán)泵在調(diào)速狀態(tài)下，功耗降低約204.7kW/h，在電機(jī)轉(zhuǎn)速降低47%時(shí)，耗電量降低了41%。容海發(fā)電有限公司共四臺(tái)熱網(wǎng)循環(huán)泵，平時(shí)投運(yùn)三臺(tái)備用一臺(tái)，若供暖期按五個(gè)月計(jì)算，三臺(tái)熱網(wǎng)循環(huán)泵在三個(gè)月內(nèi)大約運(yùn)行3600小時(shí)

8、，預(yù)計(jì)可以節(jié)約電能73.7萬千瓦時(shí)。大大降低了電能的消耗。5 斬波內(nèi)饋調(diào)速系統(tǒng)的不足一項(xiàng)新的技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用過程中總是要不可避免的要遇到一些問題和不足，斬波內(nèi)饋調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)然也不例外，其主要遇到的問題有以下幾點(diǎn)：1、內(nèi)饋調(diào)速裝置在抗干擾性方面還做的不夠完善，在電壓有波動(dòng)情況下可能會(huì)退出調(diào)速模式；2、全速切調(diào)速時(shí)，只能切換為最低速然后往上調(diào)速，不能直接切為高速狀態(tài)；3、調(diào)速電機(jī)的滑環(huán)故障率較高，需時(shí)常檢查維護(hù)。6 結(jié)束語 自從斬波內(nèi)饋調(diào)速系統(tǒng)投運(yùn)以來，容海發(fā)電有限公司的熱網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行就十分可靠，節(jié)能效果也非常明顯，此系統(tǒng)改造成本低，調(diào)速效率高，設(shè)備結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，故障率也相對(duì)較低低，相比高壓變頻調(diào)速具有一定的優(yōu)勢(shì)，確實(shí)是實(shí)用性很強(qiáng)的一種調(diào)速方式。在當(dāng)今大力發(fā)展高壓變頻器的形勢(shì)下，有些風(fēng)機(jī)或泵類使用內(nèi)饋斬波調(diào)速系統(tǒng)或許會(huì)達(dá)到高壓變頻設(shè)備無法