斬波內饋調速與高壓變頻器的比較
| 關于斬波內饋調速與高壓變頻器的原理讀者可參考相關的資料，本文試圖從多個方面討論二者的性能比較，一家之言，供讀者參考。 對電機的要求 斬波內饋調速必須使用特殊的電機，高壓變頻器則可以使用任意的異步電機。內饋電機制造工藝復雜，屬于非標產(chǎn)品，維修時可能會比較麻煩，維修費用肯定比普通電機高，另外，轉子上有滑環(huán)，維護工作量大；內饋調速系統(tǒng)在功率較大時，可靠性很低，與電機有一定的關系。高壓變頻器可以一帶多運行，對于水泵類負載，常常需要在運行電機和備用電機之間進行切換，內饋調速電機不能滿足此需要。 另外，由于轉速較高時，滑環(huán)的制造工藝復雜，斬波內饋調速不能用于兩極電機。 功率因數(shù) 高壓變頻器在整個負載范圍內，電網(wǎng)側的功率因數(shù)都在0.96以上，所以無需附加任何功率因數(shù)補償措施。斬波內饋控制部分的功率因數(shù)可以達到0.9左右，但這只是系統(tǒng)功率很小的一部分，其電網(wǎng)側的功率因數(shù)隨著轉速的下降而下降，低于異步電機本身的功率因數(shù)，調速系統(tǒng)的功率因數(shù)在0.5-0.7之間。用戶可以購買補償柜來提高功率因數(shù)，但是功率因數(shù)是隨著負載變化的，補償起來非常麻煩，這個問題在技術上沒有很好的解決辦法。 諧波 高壓變頻器，在電網(wǎng)側采用多脈沖整流，電機側采用多級PWM調制，使其電網(wǎng)側的電流諧波小于4%，電機側的諧波小于2%。內饋調速的變流器采用6脈沖整流和逆變，所以在轉子繞組、變流器、內饋繞組存在諧波，定子繞組肯定會受到影響，其諧波情況比高壓要差。 效率 變頻調速與串級調速（內饋調速為串級調速的另一種型式）都是技術界公認的高效調速方式。高壓變頻調速的效率一般在96%-97%左右。內饋調速的效率不會比變頻調速具有明顯的優(yōu)勢，這是因為：（1）由于有內饋繞組，電機的效率肯定低于標準異步電機；（2）在調速運行中，有一部分能量在定子繞組-轉子繞組-調速裝置-內饋繞組之間循環(huán)；（3）系統(tǒng)的功率因數(shù)低，銅損大；（4）轉子繞組、變流器、內饋繞組存在諧波，影響電機效率。（5）定子繞組與內饋繞組的耦合效率較低。目前，尚不能提供內饋調速系統(tǒng)的效率測試數(shù)據(jù)，宣稱其效率高是沒有依據(jù)的。 調速范圍 高壓變頻器的調速范圍是0-200%，全范圍無級調速。內饋調速的調速范圍一般為70%-95%，95%以上就必須切換到工頻運行。如果要增大調速范圍，則價格優(yōu)勢不復存在，技術難度也將加大。 調速精度 變頻調速可以精確調節(jié)電機的轉速，誤差在幾轉之內。內饋調速依靠轉子導出的功率來調節(jié)轉速，兩者之間的函數(shù)關系非常復雜，只能做到大致的調節(jié)。 啟動方式 變頻調速可以做到完全的軟啟動。內饋調速在轉子串頻敏電阻的情況下，啟動電流仍舊可以達到額定電流的3倍左右，啟動時必須先啟動到工頻，將啟動電阻切除，再將變流器投入，然后進行調速，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 高壓變頻器對操作順序無特殊要求，在出現(xiàn)故障時，允許用戶直接斷開電網(wǎng)側的高壓開關，與以前未上變頻時相同；內饋調速在停機時，必須先運行到工頻，將變流器切除，再斷開電機，直接斷開電機是不允許的非正常操作，用戶必須設計工藝過程滿足這一要求。 對電網(wǎng)的適應性 高壓變頻器對電網(wǎng)有極強的適應能力，允許電網(wǎng)電壓波動±15%，電網(wǎng)電壓跌落35%不停機，電網(wǎng)電壓丟失5個周波繼續(xù)滿載運行，電網(wǎng)電壓丟失3秒不停機。內饋調速由于有有源逆變部分，電網(wǎng)掉電會造成逆變失敗，不容易實現(xiàn)上述功能。 價格 內饋調速在調速范圍較小、功率較小時，價格上有優(yōu)勢。 占地面積 內饋調速無變壓器，占地面積較小。 發(fā)展趨勢 從國際上看，變頻調速是技術發(fā)展的趨勢，以前生產(chǎn)、銷售串級調速的日本、德國企業(yè)現(xiàn)在都轉向了變頻調速，因為相比之下，變頻調速的優(yōu)勢是明顯的。 |
