高压斩波内馈调速

斩波内馈调速在电厂热网循环泵的应用摘要：文章介绍了高压斩波内馈调速装置的原理、优点，并通过高压斩波内馈调速在山西潞安容海电厂热网循环泵电机上的应用发现，在某些高压大容量电动机的调速中使用斩波内馈调速技术会更适合。经过实际应用,斩波内馈调速不仅能满足设计需要,而且由于其控制功率小、故障率低，使用成本和维护费用也极低,具有极大的推广价值。关键词：高压斩波内馈串级调速节能经济效益0引言“斩波内馈调速”是基于我国著名教授，高级工程师屈维谦先生的P理论发展而来的一种新型的交流调速技术，其显著特点是用数字化的斩波电路来控制专用的内馈调速电机，从而达到调节电机转速进而控制负载的目的，这项技术从根本上克服了以往的串级调速存在的谐波分量大等缺陷，更增强了设备的稳定性和设备的寿命。通过多年理论研究和实践的检验，斩波内馈调速在技术和理论上都了很大的进步。通过在大量实际生产中的应用发现，斩波内馈调速具有效率高，成本低，谐波分量小等优点，在高压、大容量风机泵类的节能和调速方面具有很大的应用潜力。1斩波内馈调速基本原理内馈调速的本质是将电机的部分输出功率以电能的方式反馈给电机内的调节绕组，当电机输出功率下降时，转子反馈给调节绕组的功率就上升，电机转速就会降低；反之，电机输出功率上升时，转子反馈给调节绕组的功率就会下降，电机转速就会上升，互相转化的这部分转子功率就叫电转差功率。电转差功率可以在转子和调节绕组之间来回传输而不需要经过其他途径。这就是内馈调速的本质，也是其不同于其他调速方式的地方。其工作原理如图1所示。图1内馈调速的电机与系统其中：为无内馈的定子功率为内馈绕组功率为机械功率为定转子之间的电磁功率为附加电磁功率（也叫电转差功率）所谓内馈调速，是异步电机定子上附加一组与原来绕组相绝缘的内馈绕组（也叫调节绕组），其作用是用来接受电机转子移出的电转差功率，斩波内馈调速设备内有个变流装置，它能使内馈绕组处于发电状态，将接受到的电转差功率功率通过电磁感应反馈给定子绕组，使定子的有功功率与电机输出功率基本上保持一致。斩波内馈调速其主要特征是将“内馈”与“斩波”相结合，以低压来控制高压的一项调速技术。内馈调速采用转子控制调速，和变频调速相比，斩波内馈调速虽然是用低压电路控制的一种调速方式，但是它与变频调速的基本原理相同，二者无本质区别。内馈调速电机安装尺寸与原来安装的电机相同，在斩波内馈调速装置上并联一个旁路，当内馈调速装置出现故障跳闸时，保护装置将电机自动切换到旁路运行，此时电机进入全速运行模式，不会因内馈调速系统的故障而影响设备运行，极大提高了系统的可靠性。2斩波内馈调速的主要技术性能指标调速范围60～100%（通常）平均调速效率＞90%（系统）控制功率因数0.9（恒定）启动电流≤3.0启动时间≤60s控制方式自动4-20mA手动开关给定3斩波内馈调速的主要特点1、双电源。AC/DC220V双回路电源供电，确保控制系统的可靠性；2、PLC控制。逻辑电路采用PLC控制，自动化程度高，性能可靠；3、锁相环。锁相环电路的脉冲控制，具有超强抗干扰能力；4、控制给定。高性能、数字化的信号给定，线性度好，可靠性高；5、测速。独家首创的全电子无机械传动测速装置，精确显示调速速度；6、具有完善的装置保护（如：过压、逆变、缺相等保护）和机械记忆功能；7、故障转全速。若斩波内馈调速装置出现故障，系统自动切换至全速模式，确保热网循环泵正常、不间断运行（亦可根据用户的需要设定为故障转停车）；8、触发可靠。所有功率半导体器件的触发电路与主电路采用脉冲变压器电磁隔离，没有直接电气联系.4斩波内馈调速设备应用4.1设备构成斩波内馈调速设备是由YQT内馈调速电机和CTK-1斩波控制装置组成。斩波内馈调速装置与调速电机恒速运行装置为并联关系，当调速控制装置发生意外或者故障时，自动保护装置可以自动将电动机切换为全速运行，不至于造成设备停运，可将故障影响降低到最小限度。4.2应用情况1、#1热网循环泵电机技术参数对比：原电机参数:三相异步电动机型号：Y450-4功率：500Kw额定频率：50Hz防护等级：IP54定子Y接额定电压：6Kv额定电流：62.5AF级绝缘转速：1495rpmcosφ：0.86工作制：S1重量：4650Kg改后电机参数:铭牌:YQTK450-4定子电压:6kV定子电流:57.4A内馈绕组电压：430V内馈绕组电流：147.2A转子电压：900V转子电流：333A额定功率:500kW额定转速:1483rpm2、试验结果的分析:通过测试和计算，#1热网循环泵工频运行时，其消耗的功率为额定功率;当循环泵进入调速状态时，给定其运行转速为800转/分，其消耗的功率为295.3kW;由此可以看出，循环泵在调速状态下，功耗降低约204.7kW/h，在电机转速降低47%时，耗电量降低了41%。容海发电有限公司共四台热网循环泵，平时投运三台备用一台，若供暖期按五个月计算，三台热网循环泵在三个月内大约运行3600小时，预计可以节约电能73.7万千瓦时。大大降低了电能的消耗。5斩波内馈调速系统的不足一项新的技术在实践应用过程中总是要不可避免的要遇到一些问题和不足，斩波内馈调速系统当然也不例外，其主要遇到的问题有以下几点：1、内馈调速装置在抗干扰性方面还做的不够完善，在电压有波动情况下可能会退出调速模式；2、全速切调速时，只能切换为最低速然后往上调速，不能直接切为高速状态；3、调速电机的滑环故障率较高，需时常检查维护。6结束语自从斩波内馈调速系统投运以来，容海发电有限公司的热网系统运行就十分可靠，节能效果也非常明显，此系统改造成本低，调速效率高，设备结构也比较简单，故障率也相对较低低，相比高压变频调速具有一定的优势，确实是实用性很强的一种调速方式。在当今大力发展高压变频器的形势下，有些风机或泵类使用内馈斩波调速系统或许会达到高压变频设备无法达到效果。参考文献[1]屈维谦。交流调速的功率控制原理。华北。华北电力大学学报2002年第3期。[2]魏泽国。可控硅串级调速的原理与应用。冶金工业出版社作者简介：原书卷，1984年生，男，山西长治人，2010年毕业于太原理工大学电气工程及其自动化专业，助理工程师。