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作者:北京利德華福電氣技術有限公司 從現在市場情況看,高壓電機調速技術可分為如下幾種: 液力耦合器 在電機軸和負載軸之間加入葉輪,調節葉輪之間液體(一般為油)的壓力,達到調節負載轉速的目的。這種調速方法實質上是轉差功率消耗型的做法,其主要缺點是隨著轉速下降效率越來越低、需要斷開電機與負載進行安裝、維護工作量大,過一段時間就需要對軸封、軸承等部件進行更換,現場一般較髒,顯得設備檔次低,屬淘汰技術。 早(zao)期(qi)對(dui)調(tiao)速(su)技(ji)術(shu)比(bi)較(jiao)感(gan)興(xing)趣(qu)的(de)廠(chang)家(jia),或(huo)者(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)當(dang)初(chu)沒(mei)有(you)高(gao)壓(ya)調(tiao)速(su)技(ji)術(shu)可(ke)以(yi)選(xuan)擇(ze),或(huo)者(zhe)是(shi)考(kao)慮(lv)到(dao)成(cheng)本(ben)的(de)因(yin)素(su),對(dui)液(ye)力(li)耦(ou)合(he)器(qi)有(you)一(yi)些(xie)應(ying)用(yong)。如(ru)自(zi)來(lai)水(shui)公(gong)司(si)的(de)水(shui)泵(beng)、電廠的鍋爐給水泵和引風機、煉鋼廠的除塵風機等。現在,一些老的設備在改造中已經逐漸被高壓變頻替換掉。 高低高型變頻器 bianpinqiweidiyabianpinqi,caiyongshurujiangyabianyaqiheshuchushengyabianyaqishixianyugaoyadianwanghedianjidejiekou,zheshidangshigaoyabianpinjishuweichengshushideyizhongguodujishu。 由you於yu低di壓ya變bian頻pin器qi電dian壓ya低di,電dian流liu卻que不bu可ke能neng無wu限xian製zhi的de上shang升sheng,限xian製zhi了le這zhe種zhong變bian頻pin器qi的de容rong量liang。由you於yu輸shu出chu變bian壓ya器qi的de存cun在zai,使shi係xi統tong的de效xiao率lv降jiang低di,占zhan地di麵mian積ji增zeng大da;另外,輸出變壓器在低頻時磁耦合能力減弱,使變頻器在啟動時帶載能力減弱。對電網的諧波大,如果采用12脈衝整流可以減少諧波,但是滿足不了對諧波的嚴格要求;輸出變壓器在升壓的同時,對變頻器產生dv/dt也同等放大,必須加裝濾波器才能適用於普通電機,否則會產生電暈放電、絕緣損壞的情況。如果采用特殊的變頻電機可以避免這種情況,但是就不如采用高低型的變頻器了。 高低型變頻器 變(bian)頻(pin)器(qi)為(wei)低(di)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi),輸(shu)入(ru)側(ce)采(cai)用(yong)變(bian)壓(ya)器(qi)將(jiang)高(gao)壓(ya)變(bian)為(wei)低(di)壓(ya),將(jiang)高(gao)壓(ya)電(dian)機(ji)換(huan)掉(diao),采(cai)用(yong)特(te)殊(shu)的(de)低(di)壓(ya)電(dian)機(ji),電(dian)機(ji)的(de)電(dian)壓(ya)水(shui)平(ping)多(duo)種(zhong)多(duo)樣(yang),沒(mei)有(you)統(tong)一(yi)標(biao)準(zhun)。 這種做法由於采用低壓變頻器,容量也比較小,對電網側的諧波較大,可以采用12脈(mai)衝(chong)整(zheng)流(liu)減(jian)少(shao)諧(xie)波(bo),但(dan)是(shi)滿(man)足(zu)不(bu)了(le)對(dui)諧(xie)波(bo)的(de)嚴(yan)格(ge)要(yao)求(qiu)。在(zai)變(bian)頻(pin)器(qi)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)時(shi),電(dian)機(ji)不(bu)能(neng)投(tou)入(ru)到(dao)工(gong)頻(pin)電(dian)網(wang)運(yun)行(xing),在(zai)有(you)些(xie)不(bu)能(neng)停(ting)機(ji)的(de)場(chang)合(he)應(ying)用(yong)會(hui)有(you)問(wen)題(ti)。另(ling)外(wai),電(dian)機(ji)和(he)電(dian)纜(lan)都(dou)要(yao)更(geng)換(huan),工(gong)程(cheng)量(liang)比(bi)較(jiao)大(da)。 串級調速變頻器 將jiang異yi步bu電dian機ji部bu分fen轉zhuan子zi能neng量liang回hui饋kui至zhi電dian網wang,從cong而er改gai變bian轉zhuan子zi滑hua差cha實shi現xian調tiao速su,這zhe種zhong調tiao速su方fang式shi采cai用yong可ke控kong矽gui技ji術shu,需xu要yao使shi用yong繞rao線xian式shi異yi步bu電dian動dong機ji,而er現xian在zai工gong業ye現xian場chang幾ji乎hu都dou采cai用yong鼠shu籠long式shi異yi步bu電dian動dong機ji,更geng換huan電dian機ji非fei常chang麻ma煩fan。這zhe種zhong調tiao速su方fang式shi的de調tiao速su範fan圍wei一yi般ban在zai70%-95%左右,調速範圍窄。可控矽技術容易造成對電網的諧波汙染;隨著轉速的降低,電網側功率因數也變低,需要采取措施補償。其優點是變頻部分容量較小,比其他高壓交流變頻調速技術成本稍低。 zhezhongtiaosufangshiyouyizhongbianhuaxingshi,jineifankuitiaosuxitong,shengquelenibianbufendebianyaqi,jiangfankuiraozuzhijiezuozaidingziraozuli,zhezhongzuofayaogenghuandianji,qitafangmiandexingnengyuchuanjitiaosujiejin。 串級調速電機受轉子滑環的影響,不能做到很大功率,滑環維護工作量也大,屬於七八十年代的落後技術,工業應用已經越來越少。 電流源型直接高壓變頻器 這種變頻器,輸入側采用可控矽進行整流,采用電感儲能,逆變側用SGCT作(zuo)為(wei)開(kai)關(guan)元(yuan)件(jian),為(wei)傳(chuan)統(tong)的(de)兩(liang)電(dian)平(ping)結(jie)構(gou)。由(you)於(yu)器(qi)件(jian)的(de)耐(nai)壓(ya)水(shui)平(ping)有(you)限(xian),必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)多(duo)個(ge)器(qi)件(jian)串(chuan)聯(lian)。器(qi)件(jian)串(chuan)聯(lian)是(shi)一(yi)種(zhong)非(fei)常(chang)複(fu)雜(za)的(de)工(gong)程(cheng)應(ying)用(yong)技(ji)術(shu),理(li)論(lun)上(shang)說(shuo)可(ke)靠(kao)性(xing)很(hen)低(di),但(dan)有(you)的(de)公(gong)司(si)可(ke)以(yi)做(zuo)到(dao)產(chan)品(pin)化(hua)的(de)地(di)步(bu)。由(you)於(yu)輸(shu)出(chu)側(ce)隻(zhi)有(you)兩(liang)個(ge)電(dian)平(ping),電(dian)機(ji)承(cheng)受(shou)的(de)dv/dt較(jiao)大(da),必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)輸(shu)出(chu)濾(lv)波(bo)器(qi)。電(dian)網(wang)側(ce)的(de)多(duo)脈(mai)衝(chong)整(zheng)流(liu)器(qi)為(wei)可(ke)選(xuan)件(jian),用(yong)戶(hu)需(xu)要(yao)針(zhen)對(dui)自(zi)己(ji)的(de)工(gong)廠(chang)情(qing)況(kuang)提(ti)出(chu)要(yao)求(qiu)。這(zhe)種(zhong)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)主(zhu)要(yao)優(you)點(dian)是(shi)不(bu)需(xu)要(yao)外(wai)加(jia)電(dian)路(lu)就(jiu)可(ke)以(yi)將(jiang)負(fu)載(zai)的(de)慣(guan)性(xing)能(neng)量(liang)回(hui)饋(kui)到(dao)電(dian)網(wang)。 電流源型變頻器的主要缺點是電網側功率因數低,諧波大,而且隨著工況的變化而變,不好補償。 電壓源型三電平變頻器 這種變頻器采用二極管整流,電容儲能,IGBT或IGCT逆ni變bian。三san電dian平ping的de逆ni變bian形xing式shi,采cai用yong二er極ji管guan鉗qian位wei的de方fang式shi,解jie決jue了le兩liang個ge器qi件jian串chuan聯lian的de難nan題ti,技ji術shu上shang比bi兩liang個ge器qi件jian簡jian單dan直zhi接jie串chuan聯lian容rong易yi,同tong時shi,增zeng加jia了le一yi個ge輸shu出chu電dian平ping,使shi輸shu出chu波bo形xing比bi兩liang電dian平ping好hao。 這種變頻器的主要問題是:由於采用高壓器件,輸出側的dv/dt仍舊比較嚴重,需要采用輸出濾波器。由於受到器件耐壓水平的限製,最高電壓隻能做到4160V,要適應6KV和10KV電網的需要,更換電機是一種做法,但是造成故障時向電網旁路較麻煩。對於6KV電機有一種變通做法,就是將電機由星型接法改為角型接法,這樣電機的電壓就變為3KV;這(zhe)種(zhong)做(zuo)法(fa)使(shi)電(dian)機(ji)的(de)環(huan)流(liu)損(sun)耗(hao)上(shang)升(sheng),國(guo)內(nei)已(yi)經(jing)有(you)燒(shao)毀(hui)電(dian)機(ji)的(de)事(shi)例(li),有(you)可(ke)能(neng)與(yu)此(ci)有(you)關(guan)。還(hai)有(you)的(de)公(gong)司(si)用(yong)這(zhe)種(zhong)變(bian)頻(pin)器(qi)實(shi)現(xian)高(gao)低(di)高(gao)方(fang)式(shi),使(shi)容(rong)量(liang)比(bi)原(yuan)來(lai)采(cai)用(yong)低(di)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)實(shi)現(xian)高(gao)低(di)高(gao)方(fang)式(shi)時(shi)大(da),但(dan)是(shi)高(gao)低(di)高(gao)方(fang)式(shi)所(suo)存(cun)在(zai)的(de)問(wen)題(ti)依(yi)然(ran)存(cun)在(zai)。 三電平變頻器一般采用12脈衝整流方式。 功率模塊串聯多電平變頻器 這種變頻器采用低壓變頻器串聯的方式實現高壓,是電壓源型變頻器。它的輸入側采用移相降壓型變壓器,實現18脈衝以上的整流方式,滿足國際上對電網諧波的最嚴格的要求。在帶負載時,電網側功率因數可達到95%以上。在輸出側采用多級PWM技術,dv/dt小,諧波少,滿足普通異步電機的需要。可根據負載的需要設計變頻器的輸出電壓,是解決6KV、10KV電機調速的較好辦法。功率電路采用標準模塊化設計,更換簡單,所用器件在國內采購也比較容易。 這種變頻器采用低壓IGBT作為逆變元件,與采用高壓IGBT的三電平變頻器相比,功率元件數目較多,但技術上較成熟。與采用高壓IGCT的三電平變頻器相比,功率元件數目較多,但總元件數目卻較少,因為IGCT需要非常複雜的輔助關斷電路。 由於整流變壓器與功率模塊的連線較多,因此變壓器不能與變頻器分開放置,在空間有限的場合不是很靈活。
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