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斩波内馈调速与高压变频器的比较

   日期:2013-03-23     来源:工控之家网    作者:工控之家    浏览:26    评论:0    
    关于斩波内馈调速与高压变频器的原理读者可参考相关的资料,本文试图从多个方面讨论二者的性能比较,一家之言,供读者参考。

对电机的要求

    斩波内馈调速必须使用特殊的电机,高压变频器则可以使用任意的异步电机。内馈电机制造工艺复杂,属于非标产品,维修时可能会比较麻烦,维修费用肯定比普通电机高,另外,转子上有滑环,维护工作量大;内馈调速系统在功率较大时,可靠性很低,与电机有一定的关系。高压变频器可以一带多运行,对于水泵类负载,常常需要在运行电机和备用电机之间进行切换,内馈调速电机不能满足此需要。

    另外,由于转速较高时,滑环的制造工艺复杂,斩波内馈调速不能用于两极电机。

功率因数

    高压变频器在整个负载范围内,电网侧的功率因数都在0.96以上,所以无需附加任何功率因数补偿措施。斩波内馈控制部分的功率因数可以达到0.9左右,但这只是系统功率很小的一部分,其电网侧的功率因数随着转速的下降而下降,低于异步电机本身的功率因数,调速系统的功率因数在0.5-0.7之间。用户可以购买补偿柜来提高功率因数,但是功率因数是随着负载变化的,补偿起来非常麻烦,这个问题在技术上没有很好的解决办法。

谐波

    高压变频器,在电网侧采用多脉冲整流,电机侧采用多级PWM调制,使其电网侧的电流谐波小于4%,电机侧的谐波小于2%。内馈调速的变流器采用6脉冲整流和逆变,所以在转子绕组、变流器、内馈绕组存在谐波,定子绕组肯定会受到影响,其谐波情况比高压要差。

效率

    变频调速与串级调速(内馈调速为串级调速的另一种型式)都是技术界公认的高效调速方式。高压变频调速的效率一般在96%-97%左右。内馈调速的效率不会比变频调速具有明显的优势,这是因为:(1)由于有内馈绕组,电机的效率肯定低于标准异步电机;(2)在调速运行中,有一部分能量在定子绕组-转子绕组-调速装置-内馈绕组之间循环;(3)系统的功率因数低,铜损大;(4)转子绕组、变流器、内馈绕组存在谐波,影响电机效率。(5)定子绕组与内馈绕组的耦合效率较低。目前,尚不能提供内馈调速系统的效率测试数据,宣称其效率高是没有依据的。

调速范围

    高压变频器的调速范围是0-200%,全范围无级调速。内馈调速的调速范围一般为70%-95%,95%以上就必须切换到工频运行。如果要增大调速范围,则价格优势不复存在,技术难度也将加大。

调速精度

    变频调速可以精确调节电机的转速,误差在几转之内。内馈调速依靠转子导出的功率来调节转速,两者之间的函数关系非常复杂,只能做到大致的调节。

启动方式

    变频调速可以做到完全的软启动。内馈调速在转子串频敏电阻的情况下,启动电流仍旧可以达到额定电流的3倍左右,启动时必须先启动到工频,将启动电阻切除,再将变流器投入,然后进行调速,造成很大的麻烦,有些工况下这种操作是不允许的。

断电方式

    高压变频器对操作顺序无特殊要求,在出现故障时,允许用户直接断开电网侧的高压开关,与以前未上变频时相同;内馈调速在停机时,必须先运行到工频,将变流器切除,再断开电机,直接断开电机是不允许的非正常操作,用户必须设计工艺过程满足这一要求。

对电网的适应性

    高压变频器对电网有极强的适应能力,允许电网电压波动±15%,电网电压跌落35%不停机,电网电压丢失5个周波继续满载运行,电网电压丢失3秒不停机。内馈调速由于有有源逆变部分,电网掉电会造成逆变失败,不容易实现上述功能。

价格

    内馈调速在调速范围较小、功率较小时,价格上有优势。

占地面积

    内馈调速无变压器,占地面积较小。

发展趋势

    从国际上看,变频调速是技术发展的趋势,以前生产、销售串级调速的日本、德国企业现在都转向了变频调速,因为相比之下,变频调速的优势是明显的。

 
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