高压电机调速技术现状-----仅供参考 点击:1814 | 回复:12



大天使

    
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发表于:2007-08-24 10:54:00
楼主
高压电机调速技术现状

从现在市场情况看,高压电机调速技术可分为如下几种:
液力耦合器
  在电机轴和负载轴之间加入叶轮,调节叶轮之间液体(一般为油)的压力,达到调节负载转速的目的。这种调速方法实质上是转差功率消耗型的做法,其主要缺点是随着转速下降效率越来越低、需要断开电机与负载进行安装、维护工作量大,过一段时间就需要对轴封、轴承等部件进行更换,现场一般较脏,显得设备档次低,属淘汰技术。
  早期对调速技术比较感兴趣的厂家,或者是因为当初没有高压调速技术可以选择,或者是考虑到成本的因素,对液力耦合器有一些应用。如自来水公司的水泵、电厂的锅炉给水泵和引风机、炼钢厂的除尘风机等。现在,一些老的设备在改造中已经逐渐被高压变频替换掉。
高低高型变频器
  变频器为低压变频器,采用输入降压变压器和输出升压变压器实现与高压电网和电机的接口,这是当时高压变频技术未成熟时的一种过渡技术。
  由于低压变频器电压低,电流却不可能无限制的上升,限制了这种变频器的容量。由于输出变压器的存在,使系统的效率降低,占地面积增大;另外,输出变压器在低频时磁耦合能力减弱,使变频器在启动时带载能力减弱。对电网的谐波大,如果采用12脉冲整流可以减少谐波,但是满足不了对谐波的严格要求;输出变压器在升压的同时,对变频器产生dv/dt也同等放大,必须加装滤波器才能适用于普通电机,否则会产生电晕放电、绝缘损坏的情况。如果采用特殊的变频电机可以避免这种情况,但是就不如采用高低型的变频器了。
高低型变频器
  变频器为低压变频器,输入侧采用变压器将高压变为低压,将高压电机换掉,采用特殊的低压电机,电机的电压水平多种多样,没有统一标准。
  这种做法由于采用低压变频器,容量也比较小,对电网侧的谐波较大,可以采用12脉冲整流减少谐波,但是满足不了对谐波的严格要求。在变频器出现故障时,电机不能投入到工频电网运行,在有些不能停机的场合应用会有问题。另外,电机和电缆都要更换,工程量比较大。
串级调速变频器
  将异步电机部分转子能量回馈至电网,从而改变转子滑差实现调速,这种调速方式采用可控硅技术,需要使用绕线式异步电动机,而现在工业现场几乎都采用鼠笼式异步电动机,更换电机非常麻烦。这种调速方式的调速范围一般在70%-95%左右,调速范围窄。可控硅技术容易造成对电网的谐波污染;随着转速的降低,电网侧功率因数也变低,需要采取措施补偿。其优点是变频部分容量较小,比其他高压交流变频调速技术成本稍低。
  这种调速方式有一种变化形式,即内反馈调速系统,省却了逆变部分的变压器,将反馈绕组直接做在定子绕组里,这种做法要更换电机,其他方面的性能与串级调速接近。
  串级调速电机受转子滑环的影响,不能做到很大功率,滑环维护工作量也大,属于七八十年代的落后技术,工业应用已经越来越少。
电流源型直接高压变频器
  这种变频器,输入侧采用可控硅进行整流,采用电感储能,逆变侧用SGCT作为开关元件,为传统的两电平结构。由于器件的耐压水平有限,必须采用多个器件串联。器件串联是一种非常复杂的工程应用技术,理论上说可靠性很低,但有的公司可以做到产品化的地步。由于输出侧只有两个电平,电机承受的dv/dt较大,必须采用输出滤波器。电网侧的多脉冲整流器为可选件,用户需要针对自己的工厂情况提出要求。这种变频器的主要优点是不需要外加电路就可以将负载的惯性能量回馈到电网。
  电流源型变频器的主要缺点是电网侧功率因数低,谐波大,而且随着工况的变化而变,不好补偿。
电压源型三电平变频器
  这种变频器采用二极管整流,电容储能,IGBT或IGCT逆变。三电平的逆变形式,采用二极管钳位的方式,解决了两个器件串联的难题,技术上比两个器件简单直接串联容易,同时,增加了一个输出电平,使输出波形比两电平好。
  这种变频器的主要问题是:由于采用高压器件,输出侧的dv/dt仍旧比较严重,需要采用输出滤波器。由于受到器件耐压水平的限制,最高电压只能做到4160V,要适应6KV和10KV电网的需要,更换电机是一种做法,但是造成故障时向电网旁路较麻烦。对于6KV电机有一种变通做法,就是将电机由星型接法改为角型接法,这样电机的电压就变为3KV;这种做法使电机的环流损耗上升,国内已经有烧毁电机的事例,有可能与此有关。还有的公司用这种变频器实现高低高方式,使容量比原来采用低压变频器实现高低高方式时大,但是高低高方式所存在的问题依然存在。
  三电平变频器一般采用12脉冲整流方式。
功率模块串联多电平变频器
  这种变频器采用低压变频器串联的方式实现高压,是电压源型变频器。它的输入侧采用移相降压型变压器,实现18脉冲以上的整流方式,满足国际上对电网谐波的最严格的要求。在带负载时,电网侧功率因数可达到95%以上。在输出侧采用多级PWM技术,dv/dt小,谐波少,满足普通异步电机的需要。可根据负载的需要设计变频器的输出电压,是解决6KV、10KV电机调速的较好办法。功率电路采用标准模块化设计,更换简单,所用器件在国内采购也比较容易。
  这种变频器采用低压IGBT作为逆变元件,与采用高压IGBT的三电平变频器相比,功率元件数目较多,但技术上较成熟。与采用高压IGCT的三电平变频器相比,功率元件数目较多,但总元件数目却较少,因为IGCT需要非常复杂的辅助关断电路。
  由于整流变压器与功率模块的连线较多,因此变压器不能与变频器分开放置,在空间有限的场合不是很灵活。



深度迷糊

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发表于:2007-08-25 09:04:00
1楼
LD写这个评论的人,肯定是搞功率单元串联的老手。但我感觉他对其他方案的评论,都是为了烘托功率单元串联技术,误导意图明显。

我们看他怎么评价电流源和三两电平的:

“电流源型直接高压变频器  这种变频器,输入侧采用可控硅进行整流,采用电感储能,逆变侧用SGCT作为开关元件,为传统的两电平结构”。不知道作者从什么地方了解到电流源输入侧使用可控硅的?看看AB的资料,人家输入侧也是 PWM 啊!如果真这样的话,那倒产生一个神话:SCR也能用于 PWM 调制!故意把整流器的SGCT说成SCR,呵呵,AB的技术一下子退回上个世纪80年代。

“器件串联是一种非常复杂的工程应用技术,理论上说可靠性很低....”。这句话很气派,因为搬出了“理论”。只是不知道这“理论上”的结论是是怎么得出来的?将高压器件串联使用,能有效减少大功率器件的数量,提高可靠性。别给我扯IGCT,SGCT触发电路复杂、器件多,触发电路使用低压器件,其可靠性比某些“专家评论”的可靠性高得多!果真象LD所说的那样,我们怎么解释西门子(IGCT)、AB(SGBT)等大碗们采用的串联高压器件的技术方案?LD啊LD,别以为自己只能盖平房,就认定楼房“理论上”都不可靠哟,~~

“由于输出侧只有两个电平,电机承受的dv/dt较大,必须采用输出滤波器....”到底是搞电压源的,分析方法独特:把电流源当电压源来说事。电流源最大的特点之一是电流波形是调制脉冲波,而电压波形是平滑波,要不AB怎么敢使劲吹他们可以接很长的电缆呢!建议作者静下心来,好好找几篇国际大腕写的论文或者专著看看,别光拉车不看路。

原文作者关于电流源的其他误导不一一评述。再来看他评论的三电平:

“电压源型三电平变频器  这种变频器采用二极管整流,电容储能,IGBT或IGCT逆变....这种变频器的主要问题是:由于采用高压器件,输出侧的dv/dt仍旧比较严重,需要采用输出滤波器”。谁说三电平一定是二极管整流器啦?三电平最大的技术潜力是可以当有源整流(ACTIVE FRONT END)来使用,能摆脱变压器的束缚。阿二四通已经开始在卖这样的配置了。如果能省掉一个变压器,增加一个滤波器算什么呢?

“由于受到器件耐压水平的限制,最高电压只能做到4160V,要适应6KV和10KV电网的需要,更换电机是一种做法,但是造成故障时向电网旁路较麻烦”。几年前这样说倒是比较客观,因为那时候只有4.5KV的器件。但是现在有6.5KV的器件,如果用2个6.5千伏器件串联,输出电压是多少?而这,正是西门子现在在做的。我们不能不承认,三电平是把器件耐压发挥到及至的拓扑之一。这,意味着成本的优势。我相信随着器件耐压的提高,加上无变压器技术,三电平技术很有潜力。

其他的,比如关于三电平一般都是12脉冲的说法,估计是因为资料收集得太少,或故意这样说,就不一一细评吧。

最后,LD开始卖瓜了:

“功率模块串联多电平变频器  这种变频器采用低压变频器串联的方式实现高压,是电压源型变频器。它的输入侧采用移相降压型变压器,实现18脉冲以上的整流方式,满足国际上对电网谐波的最严格的要求。在带负载时,电网侧功率因数可达到95%以上。在输出侧采用多级PWM技术,dv/dt小,谐波少,满足普通异步电机的需要。可根据负载的需要设计变频器的输出电压,是解决6KV、10KV电机调速的较好办法。功率电路采用标准模块化设计,更换简单,所用器件在国内采购也比较容易。
  这种变频器采用低压IGBT作为逆变元件,与采用高压IGBT的三电平变频器相比,功率元件数目较多,但技术上较成熟。与采用高压IGCT的三电平变频器相比,功率元件数目较多,但总元件数目却较少,因为IGCT需要非常复杂的辅助关断电路(后面半句非常莫明其妙,整句则纯属狡辩,4is注)。
  由于整流变压器与功率模块的连线较多,因此变压器不能与变频器分开放置,在空间有限的场合不是很灵活。”

这种拓扑的缺陷,我在另外一个帖子“关于国内流行的功率单元串联的高压变频器的反思”中有分析,不重复。

写这个评论的人,水平应该很高,但明显误导。我建议LD不要把这样的评论放在自己的网站上!号称在国内是老大,则要有个老大的样子,摆在网上的东西要经得起公评。我们可以到AB, ABB, GE, SIEMENS等大公司的网站去看看,人家从来不把这种靠贬低对手来抬高自己的文章放在自己的网页内。

求真

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发表于:2007-09-28 16:06:00
2楼
分析很有道理,确实上面的很多的观点是国内主流观点,因此怎样让国内人士相信这样的观点是需要很长时间的,谢谢

传说中的人

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发表于:2007-10-11 18:32:00
3楼
夸不夸,人家卖的都好,这年头赚钱才是硬道理啊。设备再好用,不如钱好用,设备不好用,钱好用就行。

想起时正是忘记

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发表于:2007-10-12 02:25:00
4楼
俺一不小心站到了串调的队伍里面。

  站在自己的立场自以为“公正”地说:

  凡有电力电子元件,对电网或多或少都有污染,只是处理方式不同,污染大小有一定区别。哪怕仅仅是一个不控整流器,都会有污染--这是众所周知的,包括变频。

  可控硅串调,当然会有一定污染。但串调还有旋转电机回馈的方式,馈网电能可以说毫无污染的。

  串调较大的优点是自由投退,即便串调出故障,都不会引起风机停机,退出过程中风机照常运转。变频若有故障,如无旁路系统,必停无疑;若有旁路系统,其成本、可靠性与串调相比,还是可以打个折扣的,另外,如果为了安装变频甩掉了原有绕线电机的启动水电阻,旁路时电机无法再启动,只好停产,恢复原水电阻才能启动。

  串调的应用范围仅限于绕线转子电动机,这是它应用的局限性。变频一般应用于鼠笼电机,对于绕线转子电动机上来应用,要对电机进行改造,转子短接,若出现的问题,同上,就是要停机停产。

  串调调速范围一般是根据实际运行功况需要来设计的,如果主机功率较小,低速是可以设计成70%以下甚至0速的,出于成本考虑一般设计成满足工况就够。变频的调速范围当然较宽,但是低速那一段20几HZ以下或说是50%转速以下,对于生产而言,一般没有太大应用价值。

  绕线转子电动机滑环、碳刷本身就是消耗材料,但在串调投入工作时,磨损会更快一些,这不可否认。滑环、碳刷的维护量,与滑环和碳刷硬度耐磨度选择匹配也有相当的关系,完全把它的“功劳”放在串调上,也不妥当。

  低速时功率因数降低,是所有电机的共有特性,而不是变频、串调等调速设备的问题。--这一点,搞过电机的,都能明白。但正是目前高压变频内都加有补偿电容,相当于电机的现地补偿,才使高压变频的功率因数得到提高。所以,串调在低速时,如果加上本地补偿电容,也一样提高功率因数,缓解可控硅串调的谐波问题。

  串调的技术说不好听叫“落后”,说好听了,叫“通俗易懂”。它的原理简单,维护简单,普通电工就能做,只不过加加油、换换碳刷而已。高压变频一旦来个“重故障”,运维工程师一般都要晕倒,高压变频模块或板子坏了,哪个运维工程师敢自己修?都是要买原厂备件的。相比而言,这售后的问题,可是一大块儿。

  高压变频的技术,肯定是先进于串调的。毕竟串调是上个世纪的技术,高压变频近10年左右才方兴未艾。但目前国内高压变频的可靠性还有一定空间可以去提高,与串调相比,不能说没有一点差距。

  对于电机的调速方式,一个是恒转差调速的代表,一个是变转差调速的代表,应该都是电机不同调速方式和调速理论的里程碑。

  我亲手调过的一台串调,功率倒没多大,1500KW10KV,目前运转正常。正在做新的总体方案,完善3000KW10KV,已经准备调试。3000KW国产变频已经有现场应用的,据说还有5000的,但是真正用上了吗?我现在还不知道。

  我认为,每一种事物都有它的应用场合,有它的长处与短处,有它存在的价值和道理。

  高压变频的创始人的确很聪明,想出来模块串联的办法。高压变频的研究,也有相当的理论深度,的确是一种先进的技术。我没有那个聪明才智和机会,加入到高压变频的研发团队,不够懂,不敢再多加评价;但希望尽一已之力,把自己做的这一块儿工作,研究明白、透彻,尽力做细做精,这没有止境。

  站在自己的立场,做技术人就想把技术说明白,不能一知半解,希望没有对人误导,如有不妥,请多指正。

想起时正是忘记

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发表于:2007-10-18 22:04:00
5楼
斩波内馈也是串调的一种新方式。没仔细从理论和实践数据上考察过斩波内馈,有行家来对比说说没有?

瞎聊贝

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发表于:2007-10-24 15:10:00
6楼

瞎聊贝

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发表于:2007-10-24 15:12:00
7楼
斩波内馈调速是我国首创的一种新型交流调速技术,通过近二十年的实践探索和理论研究,斩波内馈调速取得了长足的进步,产品在发电、供水、冶金等领域获得了推广应用,技术经济性能都达到了较为理想的指标。事实表明,斩波内馈调速具有调速效率高,制造成本低,功率因数高,谐波分量小等一系列优点,不仅为我国的风机泵类节能提供了一种经济、高效的调速技术和产品,也为世界的交流调速填补了一项空白。
在从事交流调速的多年研发中,作者发现变频调速与串级调速(包括双馈调速及内馈调速)具有极为相似的调速性能,例如调速效率、机械特性等都很一致,但按传统理论串级调速属于变转差率调速,被认为与变频调速有着本质的区别。显然,面对毋庸质疑的客观事实,传统电机学理论就值得探讨了。
重新审视电机学的有关部分,发现被视为经典的异步机转速公式竟然是一个人为的定义式,根本无法成为交流调速的理论依据,自然,按该表达式划分的调速种类和方法也是不科学的。电机调速的实质究竟是什么,电机调速的统一理论是什么,这是目前交流调速亟待解决的理论问题。
为此本文从能量转换守恒、牛顿力学定律、电磁感应定律等最基本的物理法则出发,分析和探讨电机调速的实质及统一规律,提出了电机调速的功率控制原理即P理论。P理论表明,包括异步机在内的所有电动机,调速的实质是功率控制,电机转速只能通过电磁功率或损耗功率的改变才能得到调节,所有电机调速方法都是功率控制原理的具体实施。
1. 异步机转速公式的质疑
公式是客观规律的数学表达形式,它只能产生于已有的定律、公式,而不能产生于人为的定义。
经典电机学的异步机转速公式是这样建立的。
首先定义转差率s
令                         (1)   
式中:  n1为同步转速
n为电机转速
显然,式(1)是定义式而非公式
由式(1),经代数变换得
        n = n1•(1-S)                (2)
可见式(2)仍然是定义式,它只不过是式(1)的另外一种表达形式。
又,由于
                                (3)
式中 f1——供电频率
         p——电机磁极对数
这是公式,将式(3)代入定义式(2),于是
                    (4)
我们注意到,式(4)与式(2)没有本质变化,尽管式(3)是公式,但它仅仅起到参数变换作用,并没有改变式(1)、(2)的定义式性质。因此,我们认为的转速公式(4)只不过是人为的定义式,在没有经过科学论证之前,是不能称其为公式的。
2. 电动机模型与功率控制原理  
电动机是将电能转换成机械能的设备,因此可以普遍地表达为图1的两端口网络。 
 
图1   电动机的两端口网络模型
由电动机输出端口观察,根据动力学原理,有
PM = MΩ                        (5)
式中    PM—输出机械功率
            M—电磁转矩
            Ω—角速度 
故角速度                                      (6)
粗看转速可以通过PM和M两种控制得以改变,但细分析电磁转矩M只是因变量,不能作为调速主变量。
首先,根据转矩平衡方程式
M = Mfz                         (7)
负载转矩Mfz是由客观负载决定的客观存在,电磁转矩只能服从于客观存在的负载转矩,否则电机将无法稳定调速运行,可见稳态电磁转矩是不可控的。另外,动态转矩是轴功率作用的结果,它产生于轴功率控制和转速的惯性 ,并在转速响应后自动随时间常数而减小,直至转矩平衡时为零。动态转矩的变化过程及对转速的作用分析如下:
设调速前电机稳态转速为Ω1 ,转矩为M1,轴功率为PM1;调速后的轴功率为PM2 ,稳态转速为Ω2 ,转矩为M2。由于转速的惯性作用,即转速不能突变,在t=0的调速瞬间,虽然轴功率突变为PM2 ,但转速却仍为    Ω= Ω1 。此时电磁转矩不再与负载转矩平衡,而是变为
M=PM2/Ω1 
                          t =0
于是M≠M1产生动态转矩   
Md= M - Mfz
在动态转矩作用下,根据方程
                                     (8)                   电机产生转速加速度,转速开始由Ω1向Ω2过渡,其变化规律为
Ω1=(Ω1-Ω2)e-t/T+Ω2
电磁转矩则按
M=PM2/{(Ω1-Ω2)e-t/T+Ω2}
而变化,动态转矩随时间和速度的变化而减小,直至电磁转矩和新的负载转矩M2平衡,即
M=PM2/Ω2=M2
动态转矩消失,转速稳定在Ω2不变,电机调速结束。上述的调速过程可以由图2框图说明。通过控制使轴功率PM发生变化
 
                图2  功率控制的调速过程
可见,电动机调速时,轴功率是主变控制量,电磁转矩是因变量,调速的本质在于功率控制。现在的问题是如何用电气的方法控制轴功率PM。
根据能量守恒和转换原理
PM=Pem-ΔP2                    (9)
其中: Pem—— 转子电磁功率
ΔP2 ——转子损耗功率
故转速                       (10)
其中:    称为理想空载转速
     称为转速降
式(10)可经过量纲变换折算成每分钟转速,乘以系数60/2π后有
        (11)
    
 
由此可见,电动机调速的原则有两种:一是控制电磁功率,所改变的是理想空载转速;二是增大损耗功率,以增大转速降。公式( 11) 是电动机调速普遍的表达式。
3. 异步机模型与调速的功控原理
异步机是电动机的一种,其调速原理必然服从上述的普遍调速规律。根据能量转换原理,异步机可以等效成图3的网络模型并称功率圆图
 
图3  a. 鼠笼转子异步机网络模型     b. 绕线转子异步机网络模型 
定子和转子是构成异步机的两个重要部件,也是异步机能量传输和转换的关键单元。异步机的定子与电源相联并吸收电功率P1,扣除损耗形成电磁功率Pem,定子通过旋转磁场的作用,将电磁功率传输给转子,因此旋转磁场可以等效为电磁功率的传输通道,即图3中的感应通道。在磁场的作用下,转子电磁功率除损耗外转化为轴功率,这种电磁感应通道的特点是交流机与直流机本质的区别。
衡量磁场的主要物理量是主磁通Φm ,为了使电磁感应通道畅通,不产生堵塞而造成损耗,根据电机学理论,应该使主磁通Φm保持恒定。这是调速时必须引起注意的。
异步机按转子型式可分为鼠笼型和绕线型,前者转子是封闭短路的,因此只有一个轴功率输出端口;后者转子是开启的,因此具有轴功率和电功率两个端口。转子的电功率端口可以通过电传导与外电路联接进行功率交换,由于转子电压较低,因此可以实现高压电机低压控制的调速,这是绕线异步机独具的优点。
异步机调速可以通过定子口或转子口对电动机实施功率控制调速,分别控制电磁功率或损耗功率。前者改变的是理想空载转速,调速是高效率的,且机械特性为平行曲线;后者增大转速降,调速是低效率的,机械特性为汇交曲线。电机调速的效率只取决于功率控制的属性,并不在于变频还是变转差率,因此,传统理论把变频调速和变转差率调速对立起来的观点是错误的。
应该注意同步转速和理想空载转速有本质的区别,同步转速n1是旋转磁场的变化速度,理想空载转速n 0是假定转子全部电磁功率都转换为轴功率的机械速度。电动机的转速和调速效率只与n0密切相关,而与同步转速没有直接、必然的联系。
4. 变频调速的功率控制原理
从功率控制角度观察,变频调速是典型的定子电磁功率控制调速。定子控制是间接控制转子的调速,由于定、转子电磁功率相等,而定子电磁功率             
Pem=P1-ΔP1                      (12)
及                                   (13)
因此可以通过U1调节来改变定子电磁功率,而 受转矩平衡方程式约束不能作为控制量。调速原理如图4所示
 
图4    变频调速的功率控制原理
但单纯调压并不能实现定子电磁功率控制,原因是U1不但影响电磁功率,而且还作用于磁场,根据电机学,主磁通  
             (14)
如果单纯调压,U1降低Φm  减小,而U1增大Φm  受磁饱和限制不能增大,U1的减小将引起损耗功率急剧增大。
设负载转矩不变,则电磁转矩亦不变

M=CMΦmI1cosΦ1=CMΦmI2cosΦ2=const       (15)
Φm减小将引起定、转子电流同比增大,其损耗
                 ΔP1=m1I12r1                      (16)
                 ΔP2=m2I22r2                      (17)
按电流平方律增大,结果形成增大转速降的调速。
为了解决上述问题,应根据式(14)对U1进行解耦,即在调压的同时,正比地改变频率f1 ,使Φm=C保持不变。从而实现高效率的电磁功率控制调速。变频调速时,理想空载转速按n0随U1改变,此时同步转速n1随f1而变,且有n0=n1,但决定电动机转速的是n0而不是n1 ,下面将会看到,即使n1不变,n0也可随电磁功率改变。
根据上述分析,恒转矩变频调速时,其充分条件是调压,必要条件是变频,调速的实质在于电磁功率控制。
5. 转子电磁功率控制调速与内馈调速
对于绕线转子异步机,可以对转子直接实施电磁功率控制。方法是从转子口移出或注入电功率,以改变转子的净电磁功率,使理想空载转速得以调节。转子电磁功率控制有以下特点:
 定子电压、频率不变,主磁通亦不变,因此调速是恒转矩的。
 同步转速不变,理想空载转速却可变。(可见n1与no无直接必然的联系)
 技术简单,效率高,经济性好。
对于图3b的转子电磁功率控制,当在转子的转差功率端口引入附加的电磁功率时,转子的净电磁功率
                  Pem2=Pem1±Pes                      (18)
式中:   Pem1——定子传输给转子的电磁功率
             Pes——附加电磁功率即电转差功率
将随Pes的方向和大小而改变。特别注意不要把Pes简单理解成传统电机学中的转差功率Ps,应该把Ps中的电磁功率和损耗功率区别开来,两者性质不同,对调速的影响也不同,这里将Pes称为电转差功率,它将改变异步机的理想空载转速。
式(18)中的-Pes表示移出,而+Pes表示注入,前者使转子的净电磁功率减小,后者则使其增大,异步机的理想空载转速
                      (19)
可见,-Pes控制得到的是低同步调速,而+Pes则是超同步调速。
转子电磁功率控制调速的技术关键为:
 由于转子电压的频率为变化的转差频率,因此必须要进行频率变换,以使转子和附加电源进行有功功率交换。
  能够连续地控制Pes的大小,以获得平滑的无级调速。
 另外,要合理确定Pes额定值,它将决定调速范围。上述的技术要点是设计调速控制装置应该注意的原则。
附加电源是转子电磁功率控制的结构要点,它是Pes传输所必须的。传统的方法例如串级(cascade  control)、双馈(double Feed)等调速都由外部来提供。外附电源将使系统复杂化,而且在低同步调速时造成Pes从定子至外附电源之间的无谓循环,增大了定子损耗。
较好的方法是我国首创的斩波内馈调速。如图5示:
 
           图5  内馈调速的系统原理图—功率圆图
该系统突出特征是采用了内馈调速的特殊异步机,在内馈电机的定子槽中,与原边绕组同槽嵌放一个内馈绕组(前亦称调节绕组),内馈绕组在旋转磁场的作用下,感应出E3的电动势,其频率为固定的电源工频。内馈绕组与变流控制装置的输出端联接,接受从转子移出的电转差功率P3,此时内馈绕组处于发电状态,并通过电磁感应抵消定子原边输入的多余电功率。定子的有功功率由调速前P1 变为P1-P3 ,分析表明,此时的定子有功功率为
 
定子有功功率不含电转差功率只随机械功率而变化,而且电机的损耗功率没有增大。
内馈调速的调速范围取决于电转差功率的大小,Pes越大调速下限越低,调速范围越大;反之Pes越小调速范围越小。Pes的大小取决于内馈绕组的感应电势E3的量值,当E3=E20 时(E20为转子开路电势)调速可以从零开始。但无谓地扩大调速范围必须付出相应的技术、经济代价,因此,对于象风机泵类调速范围不需要很大的负载,就没有必要把调速范围设计得很宽。
内馈调速是基于转子的电磁功率控制调速,与串级调速相比,由于加强了电机调速的内因,内馈调速没有外附的变压器,而且定子不含无谓循环传输的电转差功率,进一步减小了损耗,因此内馈调速具有结构简单,调速效率高的明显优点。是目前与高压变频、串级等高效率调速相比,更高效更经济的调速。

初学者1234

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发表于:2007-10-24 15:52:00
8楼
各位老师:我想问一下咱们遇到高次谐波是怎么处理的?谢谢!

传说中的人

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9楼
脉冲大于29次就可以吧

想起时正是忘记

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发表于:2007-11-01 22:51:00
10楼
要说斩波内馈,按传统理论,就是串调。

  前人搞了这么多年,提出某种定义或推论,也只是为了便于分析而已,没必要动不动就整出个前无古人的“理论”。除非你的理论真是推翻了前人的论证。

瞎聊贝

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发表于:2007-11-07 11:36:00
11楼
    不知道何以楼上为何这么大火气.最重要的关注这个产品怎么样 而不是关注什么名字而已,要表态最好从技术角度表态,不要搞这些无聊的什么名字不行啦~~什么就属于什么啦,人家就乐意叫斩波内馈又怎么了?按你的说法 变频器也是忽悠人了,明明是要变压变频,结果却叫只叫变频器~~每个产品都有自身的优缺点,自身合适的使用场合,我们应该本着互相学习的心态

传说中的人

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发表于:2007-11-11 09:31:00
12楼
现在国内大部分厂家都是多级串联的,说明这种技术现在还是符合国情的,西门子的三电平都不作了,把罗宾康收购过来,说明他们也意识到这个问题了,不过多级串联一次投入大,设备故障点多确实是事实。

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