变频调速与转子变频调速的比较6.doc

变频调速与转子变频调速的比较 两种调速方式的原理 一. H桥级联型变频器原理(以下简称变频调速系统) 每个单元体采用图2所示结构,采用SPWM变频电路,控制波形如图3所示,每个单元体都输出一个单相交流接近于正弦的阶梯波形电压. 图2 图3 图 三相中每相的几个单元体为一组,同组具有相同的控制脉冲,将同组的几个单元体串联即可得到所需要的三相输出电压. 二. 转子变频调速原理 转子变频调速是晶闸管串级调速的一种改进, 如图4,它主要由电动机的转子绕组、转子回路固定整流电路DR、PWM斩波器BC、IGBT（或晶闸管）逆变器TI和升压变压器Taw等部件组成。斩波器BC根据电动机的设定转速n进行速度调节，转差功率经升压后回馈给电网,其原理如下: （1）定子绕组直接接至3～10kV电网。 （2）转子绕组接400～1000V变频器，转子绕组接整流器DR；逆变器TI的输出，通过变压器接至中压电网或接内反馈电动机的定子辅助绕组。 转子电压 图4 斩波器的工作原理: 图5 斩波器控制如图5所示，斩波器BC根据电动机的设定转速n进行速度调节，速度调节器的输出值作为转子电流的的设定值，电流调节器的输出外则控制斩波器输出波形的占空比ρ，从而控制转子整流电压和转子交流电压，也就控制了电动机的转差率s，达到控制转速的目的。 因为 通过改变占空比ρ，也就改变了和与它相关的。由??? 即 于是实现了调节转差率s，从而调节异步电动机的转速。 两种调速方式的比较 类型 指标特点 转子变频调速器变频器效率高高谐波小小功率因数较低高适用电机绕组式所有交流电机调速范围70%～99%0～100%调速精度较差好可靠性较差好体积较小较大成本低较高 效率 由于两种方式都没有额外功率消耗环节,只是系统损耗的少量能量,所以两种系统都具有很高的效率,都能很好的达到节能的目的. 谐波 变频器采用SPWM方式调速,有少量的谐波,一般小于2%. 转子变频调速系统转子电流采用斩波调制方式,具有一定的谐波,但是由于转子电压相对系统工作电压很低,所以总体谐波同样非常小. 功率因数 变频调速系统用于经过移相变压器隔离再经整流电路,所以负载电感不会影响输入功率因数,功率因数一般不会低于0.95. 转子变频调速系统由于没有隔离,直接带感性负载,所以一般功率因数较低,在0.85以下. 适用电机 变频调速系统因为是直接改变输入电压的频率,所以使用于所有的交流电机 转子变频调速系统依靠改变转子电流来改变速度,所以只能用于绕线式电机 调速范围 变频器直接改变输入电压频率,可以实现从0到电机能承受的最大频率的全范围调速. 由于电机的转速特性只有在较小的转差率s下为近似线型,所以转子变频调速系统一般能准确调速的范围都不大.一般只能在70%以上99%以下能准确调. 调速精度 高压变频器调节系统频率精度一般能达到0.01HZ,采用矢量变频调速技术更高,具有很高的调速精度. 转子变频调速由于转子电流波动调速精度稍低,尤其系统转速过低时电机转速特定曲线变化很大会很差. 可靠性 变频调速系统用于有多个功率单元,从而使系统更加容易出现故障,采用单元体自动旁路系统技术后,可以自动旁路掉发生故障的单元体,保重系统能正常稳定的运行,同事系统具有转速追踪能力,当电源遇到瞬时故障导致系统停机,然后很短的时间内电源恢复,系统可以立即重新启动,保证系统可以正常运行.可靠性很高 转子变频调速系统因系统器件较少,所以可靠性较高.由于斩波调制系统串联于转子回路中,所以一旦发生问题,不管是电源瞬时故障还是其他故障系统都会导致系统停机,可靠性较低. 体积 变频调速系统一般由旁路柜,变压器柜和功率单元柜组成,系统体积比较大 变频调速系统使用在内反馈绕组电机时系统体积很小,在普通绕组电机时需增加反馈变压器,但体积仍较变频系统小很多. 成本 变频调速系统因为系统组件单元体比较多,需要隔离变压器,所以成本相对稍高 转子变频调速不需要单元体,只需要一组转子的变频调速单元,组件相对较少,成本较低. ? 我国现有的交流电动机，200kW是个界线，200kW以下是低压380V，200kW以上是中压6kV和10kV。电力部门从减小线损角度出发，希望提高供电电压，6kV正在淘汰中，大力推行10kV供电。用户从简化配置出发，很自然地希望200k