斬波內(nèi)饋調(diào)速與高壓變頻器的比較
時(shí)間:2008-01-30 13:15:00來(lái)源:dujing
導(dǎo)語(yǔ):?高壓變頻器在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi),電網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)都在0.96以上,所以無(wú)需附加任何功率因數(shù)補(bǔ)償措施。
關(guān)于斬波內(nèi)饋調(diào)速與高壓變頻器的原理讀者可參考相關(guān)的資料,本文試圖從多個(gè)方面討論二者的性能比較,一家之言,供讀者參考。
對(duì)電機(jī)的要求
斬波內(nèi)饋調(diào)速必須使用特殊的電機(jī),高壓變頻器則可以使用任意的異步電機(jī)。內(nèi)饋電機(jī)制造工藝復(fù)雜,屬于非標(biāo)產(chǎn)品,維修時(shí)可能會(huì)比較麻煩,維修費(fèi)用肯定比普通電機(jī)高,另外,轉(zhuǎn)子上有滑環(huán),維護(hù)工作量大;內(nèi)饋調(diào)速系統(tǒng)在功率較大時(shí),可靠性很低,與電機(jī)有一定的關(guān)系。高壓變頻器可以一帶多運(yùn)行,對(duì)于水泵類負(fù)載,常常需要在運(yùn)行電機(jī)和備用電機(jī)之間進(jìn)行切換,內(nèi)饋調(diào)速電機(jī)不能滿足此需要。
另外,由于轉(zhuǎn)速較高時(shí),滑環(huán)的制造工藝復(fù)雜,斬波內(nèi)饋調(diào)速不能用于兩極電機(jī)。
功率因數(shù)
高壓變頻器在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi),電網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)都在0.96以上,所以無(wú)需附加任何功率因數(shù)補(bǔ)償措施。斬波內(nèi)饋控制部分的功率因數(shù)可以達(dá)到0.9左右,但這只是系統(tǒng)功率很小的一部分,其電網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)隨著轉(zhuǎn)速的下降而下降,低于異步電機(jī)本身的功率因數(shù),調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)在0.5-0.7之間。用戶可以購(gòu)買(mǎi)補(bǔ)償柜來(lái)提高功率因數(shù),但是功率因數(shù)是隨著負(fù)載變化的,補(bǔ)償起來(lái)非常麻煩,這個(gè)問(wèn)題在技術(shù)上沒(méi)有很好的解決辦法。
諧波
高壓變頻器,在電網(wǎng)側(cè)采用多脈沖整流,電機(jī)側(cè)采用多級(jí)PWM調(diào)制,使其電網(wǎng)側(cè)的電流諧波小于4%,電機(jī)側(cè)的諧波小于2%。內(nèi)饋調(diào)速的變流器采用6脈沖整流和逆變,所以在轉(zhuǎn)子繞組、變流器、內(nèi)饋繞組存在諧波,定子繞組肯定會(huì)受到影響,其諧波情況比高壓要差。
效率
變頻調(diào)速與串級(jí)調(diào)速(內(nèi)饋調(diào)速為串級(jí)調(diào)速的另一種型式)都是技術(shù)界公認(rèn)的高效調(diào)速方式。高壓變頻調(diào)速的效率一般在96%-97%左右。內(nèi)饋調(diào)速的效率不會(huì)比變頻調(diào)速具有明顯的優(yōu)勢(shì),這是因?yàn)椋海?)由于有內(nèi)饋繞組,電機(jī)的效率肯定低于標(biāo)準(zhǔn)異步電機(jī);(2)在調(diào)速運(yùn)行中,有一部分能量在定子繞組-轉(zhuǎn)子繞組-調(diào)速裝置-內(nèi)饋繞組之間循環(huán);(3)系統(tǒng)的功率因數(shù)低,銅損大;(4)轉(zhuǎn)子繞組、變流器、內(nèi)饋繞組存在諧波,影響電機(jī)效率。(5)定子繞組與內(nèi)饋繞組的耦合效率較低。目前,尚不能提供內(nèi)饋調(diào)速系統(tǒng)的效率測(cè)試數(shù)據(jù),宣稱其效率高是沒(méi)有依據(jù)的。
調(diào)速范圍
高壓變頻器的調(diào)速范圍是0-200%,全范圍無(wú)級(jí)調(diào)速。內(nèi)饋調(diào)速的調(diào)速范圍一般為70%-95%,95%以上就必須切換到工頻運(yùn)行。如果要增大調(diào)速范圍,則價(jià)格優(yōu)勢(shì)不復(fù)存在,技術(shù)難度也將加大。
調(diào)速精度
變頻調(diào)速可以精確調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,誤差在幾轉(zhuǎn)之內(nèi)。內(nèi)饋調(diào)速依靠轉(zhuǎn)子導(dǎo)出的功率來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,兩者之間的函數(shù)關(guān)系非常復(fù)雜,只能做到大致的調(diào)節(jié)。
啟動(dòng)方式
變頻調(diào)速可以做到完全的軟啟動(dòng)。內(nèi)饋調(diào)速在轉(zhuǎn)子串頻敏電阻的情況下,啟動(dòng)電流仍舊可以達(dá)到額定電流的3倍左右,啟動(dòng)時(shí)必須先啟動(dòng)到工頻,將啟動(dòng)電阻切除,再將變流器投入,然后進(jìn)行調(diào)速,造成很大的麻煩,有些工況下這種操作是不允許的。
斷電方式
高壓變頻器對(duì)操作順序無(wú)特殊要求,在出現(xiàn)故障時(shí),允許用戶直接斷開(kāi)電網(wǎng)側(cè)的高壓開(kāi)關(guān),與以前未上變頻時(shí)相同;內(nèi)饋調(diào)速在停機(jī)時(shí),必須先運(yùn)行到工頻,將變流器切除,再斷開(kāi)電機(jī),直接斷開(kāi)電機(jī)是不允許的非正常操作,用戶必須設(shè)計(jì)工藝過(guò)程滿足這一要求。
對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)性
高壓變頻器對(duì)電網(wǎng)有極強(qiáng)的適應(yīng)能力,允許電網(wǎng)電壓波動(dòng)±15%,電網(wǎng)電壓跌落35%不停機(jī),電網(wǎng)電壓丟失5個(gè)周波繼續(xù)滿載運(yùn)行,電網(wǎng)電壓丟失3秒不停機(jī)。內(nèi)饋調(diào)速由于有有源逆變部分,電網(wǎng)掉電會(huì)造成逆變失敗,不容易實(shí)現(xiàn)上述功能。
價(jià)格
內(nèi)饋調(diào)速在調(diào)速范圍較小、功率較小時(shí),價(jià)格上有優(yōu)勢(shì)。
占地面積
內(nèi)饋調(diào)速無(wú)變壓器,占地面積較小。
發(fā)展趨勢(shì)
從國(guó)際上看,變頻調(diào)速是技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì),以前生產(chǎn)、銷(xiāo)售串級(jí)調(diào)速的日本、德國(guó)企業(yè)現(xiàn)在都轉(zhuǎn)向了變頻調(diào)速,因?yàn)橄啾戎拢冾l調(diào)速的優(yōu)勢(shì)是明顯的。
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