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斩波培训教材
内反馈高频斩波调速――一种可靠高效价廉的高压电机调速装置
上海科祺调速电气有限公司是集研究、开发、生产和销售内反馈高频斩波调速装置的高新技术企业。产品经过3年的研发试验和8年的实际运行考验已达到相当可靠完善的程度。该技术获。为国家重点新产品。
一、概述SSC-F5000系列高压内馈式高频斩波调速装置 SSC-F5000系列高压内馈式高频斩波调速装置与相应的YRCT系列高压内反馈调速三相异步电动机配套组成调速系统,适用于拖动水泵、风机类负载,可实现平滑无级调速,属高效节能机电一体化产品,对于变化的负载,根据不同的转速和工艺情况,平均节电率可达20%--50%。
该系统将电机转子电压经整流变为直流电压,当斩波器导通时转子电流被斩波器短路,形成轴功率;当斩波器开路时,转子直流电流经有源逆变器反馈到电机反馈绕组,形成转差功率,通过改变斩波器的占空比,从而调节轴功率和转差功率的比例,即能改变电机转速。
内反馈电机是在原绕线式电机的定子上增加了一个反馈绕组,从而去掉了庞大的反馈变压器,提高了系统效率,它具有高效、良好的调速性能,与普通的绕线机具有互换性。
内反馈高频斩波(IGBT)调速系统原理简图软启动单元由频敏变阻器(PF)、接触器KM1、接触器KM2构成。-3倍。对大于1000KW的电机或对启动电流有特殊要求的用
户,-。QS1-QS2组成不停电机检修回路。
调速装置大量采用最新及成熟的技术、科研成果及新器件、新材料如大屏幕彩色液晶触摸屏,全中文操作界面;内置高速PLC,实现逻辑控制;DSP数字信号处理器实现了斩波器电流闭环和速度闭环控制;系统具有RS485和RS232通讯接口,可以方便地实现远/近程计算机控制,同时可以方便地实现与用户端DCS的远方操作。
SSC-F5000系列高频斩波调速技术为。表现在:理论上有独特性、结构有创新、技术上有实质性突破。经现场运行证明:系统运行平稳、功率因数高、谐波分量小、调速灵敏可靠,节电效果明显,具有很高的推广价值。该系列产品,无论从可靠性、工艺结构、先进技术的运用程度上均是很高的。
该产品的关键技术为IGBT斩波及其DSP数字闭环控制。高频斩波控制是实现内馈调速的关键技术,它从根本上解决了系统可靠性和功
率因数低等诸多问题。通过高频斩波占空比的调节来控制电机的转速,而逆变器的逆变角恒定在25°左右不变。斩波控制转差容量仅为电机容量的15%,装置工作电压均为1000V以下的低电压,无须外附任何变压器和滤波器,谐波量仅为移相控制调速装置的三分之一。
该技术的使用,解决了许多高压变频器难以解决的问题,如器件耐压和大容量问题。使电压等级高达10KV、电机的容量达到5600KW的无级调速得以实现,确实达到了高可靠性、高效率、高功率因数、低谐波量的理想调速系统。
二、内馈式高频斩波调速装置:在内反馈电机的转子电路中,通过斩波器高频PWM调制调节大功率电子开关的开通和关断时间的比率,改变串入转子回路的等效电势的大小,从而改变转子电流,来调节转速,并通过变流器和反馈绕组将转差功率回馈到电网,达到高效调速节能目的。
调速节能的方法:通过内反馈高频斩波调速装置将电机的转速调下来,完全打开阀门或风门挡板,不使多余的能量无谓地消耗在阀门和挡板上(原技术是在电机工频运行状态下通过调节阀门或挡板来粗略地满足工业要求,浪费大量的电能),在满足工艺的前提下,将电机的实际使用功率降到最小,从而实现了调速节能的目的。内反馈高频斩波调速是所有调速中效率最高的一种调速方案。
应用范围:高压(3KV/6KV/10KV)风机、水泵负载的调速电机。运用在发电、冶金、煤炭、热网、石油、化工、水泥、水务等行业。
三、内馈电机高频斩波调速系统工作原理

内馈电机高频斩波调速系统由线绕式内馈调速电机及调速装置组成。内馈调速电机与普通线绕电机相比,除有定子绕组及转子绕组外,在定子槽内,增添了一个反馈绕组,取代串级调速装置中的外馈变压器。内馈电机高频斩波调速装置由转子整流器、高频斩波器、晶闸管相控逆变器及DSP控制器组成。原理图如图1所示。
图1 内馈高频波调速系统工作原理图
图中QS1、QS2是运行与维修转换开关,当电动机全速运转时将开关转换到维修位置,调速装置可以进行维修。维修完毕后,开关转回到运行位置,可继续调速运行。
2. 基本工作原理
高频斩波部份是一个BOOST升压电路,在斩波电路稳定工作时,对于某一个占空比D,输入电压Ui与输出电压UC之间,有方程式: Ui=UC(1-D)