高频斩波内馈调速技术在节能改造中应用
内反馈高频斩波调速技术应用
内反馈高频斩波
调 速技 术应 用
夏 多淮 黄 靖 博
工 作 面 回 采 初 期 ，逮 伪 顶 回采 困难 。极 易 片 帮 掉 顶 ，造 成 支 架 支 护 状 态 较 差 。 因 此 ， 工 作 面 初 采 期 间 必 须 首 先 调 整 工 作 面 规 格 质 量 。保 证 工 作 面 “ 直 两 平 ” 三 ， 并 确 保 支 架 始 终 处 于 良好 的 支 护 状 态 ．增 强 工 作 面 支 护 整体 性 和抗 灾 能 力 。
动 力 系统 中 常 用 的几 种 电机 调 速 方 式
目前 ． 内 １ Ｖ／ ０ ０ ｋ 的 电 机 已 应 用 了 交 流 调 国 ０ ｋ ｌ０ Ｗ 速 ． 数 量 还 比较 少 。 压 大 功 率交 流 电 力拖 动 系 统 采用 但 中
液 力 耦 合 器 调 速 、 磁 滑 差 离 合 器 调 速 、 体 电 阻调 速 、 电 液 串 级 调 速 、 反 馈 斩 波 调 速 、 频 器 调 速 等 调 速 方 式 的 比 内 变
一
今 后 回 采类 似 地 质 条 件 的 工 作 面 必 须 采 用 高 工 作 阻
力 ．双 伸 缩 立 柱 支 架 。
回 采 期 间 原 煤 运 输 系 统 一 定 要 顺 畅 ， 系 统 要 稳 定 可
靠 。要 有 缓 冲仓 ，要 防 止 出水 后 造 成 出煤 系 统 瘫 痪 而 无
一
、
板 整 体 性 强 ，其 断 裂 冒落 属 弹脆 性 破 坏 ，当后 掩 护 梁 受
冲 击 作 用 时 ，支 架 顶 梁 上 所 支 护 的 顶 板 岩 体 有 时 并 不 随
之 下 沉 ．一 旦 顶 板 岩 体 冒 落 ，支 架 受 冲 击 后 已 经 让 压 下 缩 的 立 柱 又 不 能 及 时 补 液 。极 易 造 成 空 顶 ，从 而 引 起 工
浅析斩波内馈技术在自来水厂的具体应用
目前 ， 高压 电机 拖 动 的 大 功率 水 泵仍 有许 多 是 采 用 阀 门 调 节 流 量 的 ， 流 损 失 大 ， 成 能 源 的极 大浪 费 加 重 了供 水 企 业 节 造 的 成 本 。随着 我 国经 济 的迅 速 发 展 ， 源 日趋 紧张 ， 业 内部 的 能 企 节 能 降耗 日显 重 要 。 从 ２ Ｏ世 纪 ７ Ｏ年 代 开 始 ， 些 发 达 国家 就 一 通 过 变 频调 速 技 术来 实 现节 能 。 随 后我 国也 开 始 引进 、 广 这 推 节 能技 术 。虽然 取 得 了一定 的成 果 ， 在 高 电压 、 但 大容 量 的 电 机 这 一 节 能 主 战场 上 ， 暴 露 出 价 格 昂 贵 、 靠 性 差 等 问题 ， 却 可 而 且 这项 技术 和 主 要 器 件 被 国外 所 垄 断 ，致 使 推 广 进 度 缓 慢 ， 没 有 达 到 预 期 的节 能 目标 。 在 能 源 紧缺 的今 天 ， 节 电方 面 入 手 从 研 究高 压 、 容量 电机 的调 速 技 术就 显 得 更 有 意 义 。 大
水 泵机 组 名 称 电机 型 号 电机 功 率 额定 电压 防 护 等级 （Ｗ １ ｋ （ Ｖ１ ｋ
７ ５ １０ ６ １ ０ １ 力耦 合 器 ： １ 需 ｎ． ． （ 当 电机 或液 力 耦 合器 出现 故 障 时 只 能停 机 维 修 ２） （ 液 力耦 合 器 的故 障率 高 ： ３） （ 液 力耦 合 器 及 整 机 的效 率 低 ， ４） 因调 速 造 成 的 损耗 大。 ２５ 变 极 调 速 ． 通 过调 整 电机 的 极 对 数 来调 节 电机 的 输 出转 速 。这 种 方式 的 外部 接 线 复 杂 ， 电机 可 靠 性 、 积 、 行 环 境 要 求较 高 ， 速 体 运 调 范 围小 ， 是一 种 有 级 的调 速 方式 ， 现应 用 很 少 。 其 中最 为理 想 的调 速 方 案应 为斩 波 内 馈和 变频 调速 。 ２６ 斩 波 内馈 调 速 系统 ． 斩 波 内 馈调 速 是 一种 以 低 压 控 制 高 压 的 电 机调 速 解 决 方 案 ， 将 转 子 绕 组 交流 形 式 的 转 差 功 率 通 过 整 流 ． 波 ， 后逆 是 斩 然 变 与 电 网 同频 率 的交 流 电 ， 定 子 上 的调 节 绕 组 回馈 到 电 机 内 经 部 加 以利 用 的 一种 调 速 方 式 。这 是 ～ 种 将调 速 电机 的部 分 转子 功 率 （ 电转 差 功 率 ） 出 来 以 电能 的形 式 反 馈 给 电机 内部 调 即 移 节 绕 组 的特 殊 调 速 方式 。 这 样 ， 波 内 馈调 速 转 差 功 率 是 在 转 斩 子 一 变 流 电路 一调 节 绕 组 一转 子 之 间 循 环 传 输 的 ， 此 ， 子 因 定 绕 组 的输 入 功 率 中不 再 含 转 差 功 率 。 定 子 绕 组 不 含 转 差 功 率 ， 或 者 说 定 子 绕 组 不从 电网 吸 收 转 差功 率 。 斩 波 内馈 调 速 系统 主 要 由 斩 波 内馈 调 速 电机 和 斩 波 控 制 装 置 组 成 。斩 波 内馈 是 基 于 转 子调 速控 制 的调 速 ， 一种 以低 是 压 （ 常 为 ２ ０ ５ ０ ） 制 高 压 （～ ｋ ） 理 调 速 方 案 。 系 通 ０ ～ ０ Ｖ控 ６ １ Ｖ 的合 Ｏ 该 统原理新颖 、 能先进 ， 有调速平滑、 性 具 效率 高 、 构 简 单 、 本 结 成 低 等特 点 ， 电率 最 高 可 达 ５ ％ 。 节 ０ 电机调 速 的 实质 是 通 过 改 变 电机 的 机械 功 率 来 实 现调 速 。 当 电机 机 械 功率 增 大 时 ， 转速 升 高 ： 之转 速 下 降 。 内馈调 速 的 反 能量 原 理 如 图 １所 示 。 电机调 速 时 ， 子 的部 分 功 率通 过 电传 转
风机用高压电机斩波内馈调速节能分析
案并付诸 实施 ，收到显著节能效果 ，具有推广价值 。
关键词 ：斩波 内馈 ；电流斩波 ；风阻特性 ；风压特性 中图分类号 ：Ｔ ０ ＋ Ｋ １８ 文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ：１０ — ７ ８（ ０ ７） ８ ０ ６ — ２ ０５２ ９ ２０ ０—０９０
香 江佛 光 实 业公 司 内 ，安装 两 台３ ｈ ５ｔ 的循 环 ／
大 ，风 压也 增大 ；增 大到一 定 后 ，风量 再增 大 ，风
压开始减小 ，即风压特性呈 中间高 、 两边低 。 ４ 风阻特性 ，在风门开度不变情况下 ，表示 ） 风量 ｐ与风压 胁关 系 的 曲线 ，称 为风 阻 特性 曲线 。 ，
收 稿 日期 ：２ ０ — ６ １ ０７０—７
０
机 的转渤 有２ 方关 系 ，￣ＨＦｃ 次 Ｏ ｏｎ。
２） 风 量 ，用 表示 。一 般 ，风 量 的大小 与风
就 可采用 与之 相关 的两种 办 法来 调节风 量 。 １） 调节 风 门开 度 。转 速 不 变 ，风压 特性 不 变 ；风 阻特性 随 风 门开度 改变 。见 图２（ ）的曲线 ａ
以 ，改变斩 波器 电流就 可 以正 比例改变 电机转 速 。
风 量相 同时 ，调节 风机转 速 比调风 门开度 所 消耗 的
功率小得多 ， 其节能效果十分明显，见 图中Ａ 。 Ｐ 通 过 以上 比较 ，决定 采用 国内在高压 电机 调速
方 面 较领 先 的斩 波 内馈 调 速技 术 ，对 ４ 台风 机进 行
节 能改造 。
３ 改造 方案与 内容
２ 波馈速理 内调原 斩
斩波 内馈调 速技 术是一 种新 型交 流调速 技术 。 其 特 点 是 ，将 数 字 化 的斩 波 技 术 与 内馈 调 速 电机 相结合 ，具 有效率 高 、成本低 、功率 因数高 和谐 波
斩波内反馈串级调速与变频调速的节能比较
● 轴， 功圆 ● 率
压 回路 。因而 ， 其变流装置十分简洁 ， 不存在 串联的 需要 ， 器件选择可以有足够的耐压裕度 ， 可靠性可大
大提高。
２ ２ 装 置 的 功 率 控 制 ．
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收 稿 日期 ：Ｏ Ｏ Ｓ １ ２ １ —Ｏ 一 ５ 作 者 简 介 ： 振 芳 （ ９ ３ ） 副 教 授 ， 蒙 古 科 技 大 学 能 源 与 环 境 学院 。 王 １６ 一 ， 内
目前 ， 我 国高 压 大 功 率 三 相 异 步 电机是 大 中 在 型企 业 的 主要 拖 动设 备 ， 电量 巨大 。 耗 从生 产工 艺 和 节 能的 角度 看 ， 目前大 多 高 压 电机都 有 调速 的 需 求 。 高压 电机调 速 节 能对 我 国节 能 减排 具有 重大 意 义 。 １ 内反 馈 调速 电 机工 作 原理
图 １ 内 馈 调 速 的 功 率 圆 图
图 １电机 调 速 时 ， 子 的部 分功 率 通 过 电 传 导 转 馈入 内馈绕 组 ， 果 忽略 损耗 ， 如 内馈 绕组 所 获得 的 功 率与 转 子被 移 出 的功 率相 等 ， 现在 图 中 ， 表 为转 子 功 率 圆部 分面 积 与 内馈 绕组 功 率 圆面 积 相等 。由于 转 子 的部 分功 率 被 移 出 ， 转 化为 机械 功 率减 小 ， 此 故 因 电机 转 速下 降 。这 样 ， 子 被移 出的功 率越 大 ， 转 内馈 绕 组 的 功率 就 越 大 ， 机 械 功率 就 越 小 ， 速 就 低 ， 而 转 反之 则 相反 ， 内馈绕 组 功率 为 零 时 ， 械 功率 几 乎 当 机 和转 子 功率 相 等 ， 电机 转 速最 高 。 则 ２ 内 反馈 调速 技 术 与变 频 调速 技 术的 比较 变 频调 速 技 术和 内反馈 串级 调 速 技术 都可 以 实 现 三 相 异步 电动 机 平 滑 无 级 调 速 ， 由于 技 术 方 法 但 不同， 有各 自的优 点 和缺 点 ， 主要 的 技术 方面 分 析 从 比较 如 下 ：
斩波调速技术和变频调速技术在发电厂应用比较
３ ａ 风量 ： １ ０ ／ ； 口温 度 ：Ｏ 转 Ｐ ； ２ ｌ ２ ｍ ｈ 进 ３ ２ ℃； 速 ：４ ０／ ｎ 轴 功 率 ：２ １４ Ｗ ； １ ８ ｒ ｍｉ ； １ ９ ． ｋ 电机 型 号 ： Ｋ５ ０ ； 定 功 率 ： ６ ０ Ｗ ； 定 电 ＹＫ ６ ４ 额 ｌ０ ｋ 额
合。 其具 体 型 号为 ： ＮＴ ２ ０ 型斩 波 内 馈 Ｚ ８ ～ ０９。 ３功 ＣＳ ．６ ． （） ４ 电流 谐波 ： ≤５ 。 ％ （） 动 电 流 ： ＝（．～ ３ ） 。 ５起 ，， ２ ５ ＿１ ０ 图１ 示 。 所 １ ３ 一 次风 机 调速 与 全速 的耗 电量 比较 ． 各 部 分 作 用 ： 启动 柜 ： 开 始 启 动 一 ① 刚 以 ＃９ 一 次 风 机 为 研 究 对 象 进 行 电 炉 风 机 是 用 到 装 置 。 动时 １ 启 ＫＭ ， ＫＭ 吸 合 ， 量 比 较 。 ＃９ 一 次风 机 ５ ｌ ２ 对 炉 月 ３日全 速 运 ３ Ｍ 是断 开 的 ， 时 电机 全速 起 动 ， 速 运 行 和 １ 日变 速运 行 的 实际 运 行 功 率 进行 比 Ｋ 这 全 ４ 行。 ②斩 波 柜 ： 是 把 整 流 器 来 的直 流 电变 较 如 表 １ 就 。 从 表 １ 知 ， 炉 一 次风 机 在变 速运 行 可 ＃９ 成 一 段 一 段 不 连 续 的 电流 。 ③逆 变 柜 ： 经 把 过 斩 波 后 的 直 流 电 变 成 交流 电 ， 后 送 到 比 全速 运 行 时 节 约 有 功 功 率 为 ｌ３ 然 １ ＫＷ ． ｈ， 内馈 绕 组 里 驱 动 转 子 。 如果 在 机 组 ２ ０ ｗ 同样 负 荷 下 分 析 ， 约 ４Ｍ 节 主要技术性 能 ： 有 功 功 率 大 约 为 １ ０ Ｗ ・ 则每 月约 节 约 ｋ ｈ， ５ （） １调速 范 围 ： 同 步调 速 Ｄ １ ６ ２ ： 电 量 约 为 １ ８ ０ ｋ ・ 低 ：（ ． － ） ０ ０ ０ Ｗ ｈ。 １ 特 殊 可达 １ １ ； ０： 。 （） 速效率： ２调 玎≥９ ％ （ 波 控 制 装 ２凝结水泵高压变频调速原理 ８ 斩 置 ） 。 ２． １恒 运 电厂 凝 结水 泵 电动机 参 数 电机型号 ： Ｌ ｓ ０ 一 ； 电压：０ ０ Ｙ Ｋ ５ｏ ４ 额定 ６ ０Ｖ； 额 定电流 ： １ ．Ａ； ｌ２ ６ 额定功 率 ： ０ ｋ ； １ ０ Ｗ 额定转 ０
内反馈式高频斩波调速与串级调速的对比
式高频斩 波调 速和 内反馈 串级调速 系统 。
Hale Waihona Puke 关键词： 内反馈高频斩波 内反馈串级调速
中图分类号： ＴＭ３ １ 文献标识 码： Ａ
节能
ＤＯＩ 编码 ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ￣． １ ｓ ｓ ｎｌ ０ ０ ６ － ２ ８ ０ ７ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． ０ １ ３
反馈 绕 组 。 通过 改变逆 变角来改变 转子 回路 的 电动势， 从而 改变了电机 的转速 。 逆变 角增大 ， 电机加速 运行 ； 逆变 角减小 ， 电机减速 运行。 在 非自 关断器件可控硅移相的过程 中 （ ３ ０ 。 一 ７ ５ 。 之
间） ， 功 率因数 很低 ， 其调速 范围在 ５ ０ ％一 １ ０ ０ ％ 之间 ， 在９ ５ ％～ １ ０ ０ ％之间不能平滑调速 ， 只能从
状态， 调节精度 差 ， 系统响应慢 ， 其保 护方 式一
般为熔断器保护， 属破坏性保护。
ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ｆ ｅ ｅ ｄ ｂ ａ ｃ ｋ ｓ ｅ ｒ ｉ ｅ ｓ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ
频率可工作在几千赫兹， 极大地拓宽了调速范围
（ ４ ０ ％～ １ ０ ０ ％） ， 降低了逆变器 颠覆的故障率， 减 少了反馈 绕组的谐波含量 ， 提高了产品的整体可 靠性 。 因此 ， 可以在电机不 中断运转的情况下， 自
４ １ ４・ ２ ０ １ ３ 年第３ 期 《 电机 技 术》
研究与交流
对于绕 线式 转 子异步 电动机 ， 其 转子 侧对 电机 转速有影 响的参数 主要有转 子回路 的阻抗 和转子 电动势。 通过调节转子回路的阻抗来调节
新型斩波内反馈式电机调速系统在节能中的应用
负荷 ， 电 厂 中 的引 风 机 、 风 机 、 粉 机 、 环 水 如 送 排 循 泵 、 结水 泵 、 水泵 、 泵等 等 … 。 以提 高 电动机 凝 疏 油 １所
现 的 着 电力 电 子器 件和 控制 技术 的发展 ． 频调 随 变
速 技术 在低 压 电动机 节 能领域 由于其 经济性 和 可靠
正 常运 行 ． 比较 定 子侧 高 压开 关旁 路 调速 设 备具 有
较 高 的可靠 性
３ 实 用 节 能效 果 分 析
秦 皇 岛某发 电厂一 台灰渣 泵 ． 行斩 波 内反 馈 进
式 调速节 能改造 ． 在对 系统进 行 了 ２ 天 的试验 跟踪 ｌ
监测 ， 改造前 后 的各 项指标 进行 了对 比统计 。 对
由于变极 调速 ， 存在 电动机制 造 复杂 、 电机 转速 调节 不够平 滑等 多方 面原 因 ． 在工 程 中应用 很少 ． 用较 应
多的是 变频调 速 与 串级 调速 。
收 稿 日期 ：０ ９—１ —１ 修 回 日期 ：０ ９—１ — ５ ２０ ０ ９； ２０ １２
２ 斩 波 内反 馈 调 速 的 原 理 和 特 点
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２ １ 年 １月 ００
苏
电
机
工
程
第 ２ ９卷 第 】 期 ８ １
Ｊａ ｇ ｕ Ｅｌｃｒｃ ｌ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｉｎ ｓ ｅ ｔ ａ Ｅ ｇｎ ｅ ｇ ｉ ｉ
斩波内馈调速技术在哈华能公司的应用
关 键 词 ： 波内馈 ； ； 斩 调速 高压电机 ； 节能 中 图分 类 号 ：Ｍ７ Ｔ ６ 文 献标 识 码 ： Ｂ
哈尔滨华能集 中供热有 限公 司是 由哈尔 滨 物业供 热集 团融资 １ ８亿元兴建 的集 中供 热项 目。其 中热源厂项 目新建 ６台 １６ Ｗ 循环流化床热水锅炉 ， ７ ｔ 高压蒸汽 锅炉 ， １Ｍ ３台 ５ 次
维普资讯
２０ ０ ７年 第 ３期 （ ３ 第 ５卷 ）
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Ｈ ｉ ｎｊｎ ｃ ｎｅａ ｄＴ ｃ ｏ ｇ ｆ ｔ ｏｓｒａｃ ｅ ｏｇ ａｇＳｉ ｃ ｎ ｅｌ ｌ ｙｏ Ｗａ ｒ ｎｅｖｎ ｙ ｌ ｉ ｅ ｎｏ ｅＣ
Ｇ Ｋ一高压开关柜 ； Ｂ一有源 逆变器 （ ０ ｚ脉冲触 发出 ５ Ｈ Ｎ ５Ｈ ０ ｚ交流 直 流逆变） Ｚ ； Ｌ一转子整流器（ 单硅 、 又相控制 、 改变 ｆ ； Ｑ ） Ｙ Ｔ一内馈交 流 调速 三相异步 电动机 ；Ｂ～斩波器 （ 断源 ） Ｐ Ｒ一频敏变 阻器 （ Ｚ 关 ；Ｂ 增 大启 动转矩 、 小启 动 电流 ） Ｌ 减 ； １一平 波 电抗器
２ 斩 波 内馈 调速 系统 介绍
２ １ 斩 波内馈调速控制装 置包括启 动 、 流 、 波及逆变 等 ． 整 斩
部分 。
能先进 ， 具有调速平滑 、 效率 高 、 构简单 、 电率 高、 结 节 价格 低
等特点。
１ 斩 波 内馈调速 的基本 原 理
电动机调速的实质是 通过 改变 电机 的机械功 率来 实 现
（ ｏａ Ｎ ． ５ Ｔ ｄｌ ｏ３ ）
斩波内馈技术在烧结厂除尘风机电机的应用
３２ 斩波 内馈调 速基 本原 理 ．
斩波内馈调速是一种 以低压 （ 通常约 为 ２０ ０～ ５０ ） ｏｖ 控制高压（ ～ ＯＶ 的高效率调速技术 ， ６ ｌｋ ） 突出特
－・－－— —
４ －— ５ ・ － － —
维普资讯
４ 斩 波 内馈 交流调 速 系统
其 中： 为电磁功率 ， ２ Ｐ Ｐ 为转子损耗。 公式（） ２表明， 电机转速可以通过电磁功率或损 耗功率两种控制获得调节。电磁功率控制改变 的是 理想空载转速， 调速是高效率的； 损耗功率控制增大 转速降， 调速是低效 率的。所有调速方法都归属功
上 海 大 中 型 电 机
２ｏ ．ｏ １ ０６ Ｎ ．
征在于“ 内馈” 斩波” 与“ 两项高新技术 的有机结合 。 ３２１ 内馈调速及其功率控制原理 ．． 根据电机学 的理论 ， 电机的转 速与机械功率及
电磁 转 矩成如 下关 系 ：
ｐ
遵循 的是 同一 原 理 ， 因此并 不存 在本 质 的区别 。
３ ２ ２ 斩波 的作 用 与意义 ．．
斩波器的作用相 当于按一定 的频率、 周期性地 接通和关断的高速 开关。控制斩波 的占空比， 就可
Ｑ＝
』
（） １
以实现对逆变电流 的控制， 也就是控制 了反馈到内
部内馈绕组的电流 和功率 ， 从而实现 内馈调速。其
意 义在 于 ：
式中： Ｑ为机 械转 速
Ｉ 传输埘道
‘
Ｐ
ｊ 姻通 霎应 Ｉ Ｉ感 ｛ ｊ Ｉ Ｉ ｊ钽 道 ‘ Ｉ 一 １
（。 。。
一 … 一
降， 调速的特性为汇交的下垂曲线 ， 调速性质为低效 耗能型。典型的调速方式有转子串电阻、 滑差离合
锅炉吸风机斩波内馈节能技术应用实例
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达 到 提 高 机 组 整 体 自动 化水 平 和 节 能 降耗 的 目 的
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关键 词 ：节 能 技 术 ；斩 波 内馈 ；锅 炉 系 统 节 电改 造
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4 0 7 6 I ；r K 0 1 8 ．
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文 献 标 志 码 ：B
攀 枝 花 新 钢 钒 股 份 有 限 公 司 能 源 动 力 巾心 拥
及 有燃 气 及 混 烧 锅 炉 9 座 配 备 不 同 型 号 送 n Jx L~3L 3 3
，
、
台
上
。
随 着 发 电量 的增 长 送 吸 风 机 用 电量 在 厂 用
，
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内馈高频斩波调速技术的应用研究
击 ．一 次 风 机入 口导 叶及 除氧 器 水 位 调 整 门 维持
８ ％开度 。表 １ ０ 、表２ 该公 司 一次风机 参数实 测 记 是
录 。从 表 ｌ表 ２ 以看 出 ， 、 可 厂用 电率 在调速装 置投入 和不投 入时 台一 次风机在 １０ＭＷ负荷 时同 比下 两 ８ 降约０４％ ，０ ． ８ ２０ＭＷ负荷 时 同 比下 降约０２％。 ．３
目前 ，在 我 国 电源结 构 中 ，火 电装 机 容 量 占
图 １。 １
７ ％， ４ 发电量 占８％； 电装机 容量 占２％， 电量 占 ０ 水 ５ 发
第
粥
１％： 电仅 占１ 右 。凶此 火 电机 组 及其 辅机 设 ９ 核 ％左 备 的节 能改造非 常重要 。随着 电力行业 改革不 断深 化 ， 网分 家 ， 价 上 网政 策 逐步 实施 ， 厂 竞 降低 厂用 电 率、 降低 发 电成 本 ， 提高 上 网 电价 的竞争 力 ， 已成为 各火 电厂努力追 求 的经 济 目标 。风机水 泵类 负载采
大 占空 比Ｄ ， 时 等效的 降低 ， 由于机械转动惯量很
作者简介： 罗存存 （ ９ ８ ） 男， １６ 一 ， 陕西岐山人 ， 高级 Ｔ程师 ， 从事发电技术及管理Ｔ作。
性 很高 ， 有利ຫໍສະໝຸດ 于扩 容使 用 和增加 容 量 。 内馈斩 波调
速 设备宽度 仅２Ｉ， ｌ变频 器的体 积很大 ｌ （ ）内馈斩波渊速 由于电网 电压直接进 电机 ， ５ 电 机调速时 电乐维持不 变 用调节 电流 的方法 ． 采 由于 电机 的发热是 由电流引起 的 ， 以电机发 热量很 低 。 所 变频调速 在 电机调 速时 ， 主要采 用调节 电压 的方 法 ， 而 电流维 持不 变 ， 低频 时 （ 电机低 转 速时 ） 在 即 电机 容易 发热 。
浅论供水泵站节能措施
浅论供水泵站节能措施摘要：对于供水企业而言，其制水成本的40%以上由其电费产生；随着节能法的颁布和实施，降低企业的供水电耗已成为企业增加经济效益的又一途径。
本文从提高设备效率及系统运行效率角度出发，对泵站节能措施进行浅析论述。
关键词：节能；泵站；离心泵随着国家对能源可持续供应问题重视程度的不断提高，各种能源价格经过数次论证调整，用电价格亦是随之逐年上升。
对于一般供水企业而言，电费占其管理费用的70%以上，占其制水成本的40%以上。
因此，降低企业供水电耗已成为供水企业挖潜改造、提高其经济效益的重要途径之一。
对于供水企业节能降耗工作的开展，需从对企业进行科学有效的管理及其技术设备的更新改造两方面进行研究落实；而作为能耗大户，供水企业的主要电耗消耗在水泵运行上。
因此，控制企业的电耗其关键在于机泵的用电管理上。
一、泵站现状分析经调查研习可知，目前供水企业多存在如下与水泵能耗相关的问题：（1）现大多数供水企业在其做泵站设计、设备选型时，首先以其最不利工况点作为其选型的基础条件，使得系统管路与泵特性不相匹配，其主要表现为扬程普遍偏高。
具体言之，即依此原则选型而投入使用的泵站，虽可满足供水管网在最高日、最高时用水量和水压的流量及扬程的需求，却与实际供水中的平均流量及平均扬程不符，使得泵站无法长期处于其高效区间运行，从而造成了能耗的浪费。
此外，通常供水企业其泵站中水泵设备多为同型号品，其在操作中忽略了供水量需求波动变化时对能耗的影响，也造成了一定的电耗浪费。
（2）在实际生产过程中，多采用调节出水阀门开启程度来调节机组的出水量，以保证水泵可以在安全而高效的状态下运行。
然而，此法却造成了能源于阀门上的浪费，对电能产生一定的浪费。
（3）由于供水量的波动，使得泵站运行人员需频繁开关泵组，势必加重对机械寿命的损耗，对冲击电流亦产生不利的影响，造成电能电耗的浪费。
二、水泵节能措施据上所析，我们可以从提高水泵效率及提高水泵运行效率角度进行节能措施分析。
内反馈高频斩波调速装置在5000t／d熟料生产线窑头排风机上的应用
摘 要 ： 文章介 绍 了内反馈 高频 斩 波调 速 装置 的原理 、 点 ， 优 并通过 介 绍一条 ５Ｏ ０／ ０ｔ ｄ熟料 生 产线 窑头 收 尘排风 机 中的应 用 实例 ，总结 了内反馈 高频斩 渡调速 装 置安装 调 试及使 用过 程 中 出现 的 问题及 注
意事 项 。 关键 词 ： 内反 馈 高频 斩波 ； 节能 ； 用 经验 ； 使 经济效 益
ＡＵＴ ＯＭ ＡＴ ＯＮ 自动化 Ｉ
内反馈高频斩波调速装置 在 ５ ０ ｔｄ ０ ０／熟料生产线窑头排风机上的应用
贾 庆 ，黄 岩。，李 思 宏 ，张 涛
（． １ 鲁南 中联水 泥有 限公 司 ， 山东 滕 州 ２ ７ ３ ；． ７ ５ １２枣庄科 技职业 学 院 ，山东 枣庄 ２ ７ ３ ） ７ ５ １
，
、
ＡＵＴ ＯＭ ＡＴ ＯＮ 自动化 Ｉ
等故障后 ． 仍可在 自动切 除本装 置的情况下使旁路接触
器Ｋ Ｍ１ 吸合 ．使 电动机转到液体 电阻柜旁路全速运行 而不至于使设备停车。改正后 ， 重新试车 ， 正常。 （ ） 一次设 备停 车后 再启 动 内反馈 高频 斩 波调 ３在
起 动器 ， 互相 配合对该 电机进行起 动 、 调速 的控 制 本 文将从 内反 馈高频斩 波调速装置 的工作 原理 、基本结
构及 主要特点 、 实际应用 等方 面对其做一介绍 。
１ 设 备 结构
内反馈 高频斩 波调 速装 置 由转 子整 流器 、 频斩 高 波器 、 晶闸管 相控 逆变 器 、 Ｓ Ｄ Ｐ控制 器 、 干式 升压 变压
５ ０７ ０／ ｉ ０ － ０ ｒ ｎ之间 ．系统稳定时长 时间工作在６ ０／ ｉ ｍ ４ｒ ｎ ａ ｒ 左右 ２ ０ ０ ９年 １ ２月为 了满足工 艺上对 窑头 电收尘排 风机启动 、 调速 的要求而进 行 了技术 改造 ． 我们选 择 了 上海 某公 司 生产 的型 号 为 Ｓ Ｃ Ｆ ０ ０系列 的 内反馈 Ｓ — ５０ 高频 斩波调速装置 ．辅 之 １台 Ｙ Ｑ — ０ Ｄ ５ ８ ０的液 体 电阻
高压变频、斩波内馈、转子电阻等方案的比较
转子电阻调速是通过平滑地调整转子电阻中两极板间的距离，来改变串入绕线式电机转子回路中的电阻，达到调整电机转速的目的。电阻越大，电机转速越低；电阻为零，电机达到全速。
2.3 缺点
2.3.1 必须更换成专用的绕线式电机。
2.3.2 虽然具有软起动功能，但起动性能不如变频和下面的转子电阻方案。
2.3.3 调速范围小于变频，但对电力行业特点而言也已足够。
2.3.4 虽然在电力系统已大量应用，但没有变频调速名气大，用户比变频调速少。
3 转子电阻调速方案
3.1 原理简介
1.3.3 从已投运的高压变频器看（包括进口产品如ABB），大部分存在着经常跳闸，运行不可靠的问题。
1.3.4 占地面积大，而且对环境要求高，需要清洁的专用房间，而且房间内应有高功率空调设备。
1.3.5 电子元器件如高压晶闸管等易损坏，供货周期长且费用高。技术复杂，不易维护。
1.3.6 现场调试周期长。
8T双端司机室机车
8T电机车多种型号和多种电压等级，并有安全和防爆特殊型两种。8T110V和8T132V电机车为一级传动，属于第一代产品，它具有结构简单、运行可靠的特点。
8T 144V电机车是为解决第一代机车后暸望而设计的产品。具有蓄电池容量大，机车重心低，后暸望好的特点。它结构设计合理，可靠性高，运行可靠。
1.2.4 在电力系统知名度大，已应用较多。
1.3 缺点
1.3.1 高压变频（又称变频控制柜）初其投入费用高（但适用于低压电机的变频器价格性能就很合适）。
高频斩波串级调速系统在蚌埠涂山热电公司的应用
（ 埠涂 山热 电有 限公 司 ， 蚌 安徽
摘
蚌埠
２３ １ ） ３００
要 ： 能降耗 是 国家的 大政 方针 ， 节 是每 个企 业 生存 发展 的基础 ， 原 电厂在 节 能 降耗 方 面 ， 丰
拓 展 思路 ， 极 采用新 技 术 ， 过 对 高压 电机 的斩 波 内反馈 调 速 改 造 ， 得 了成 功 。“ 积 通 取 斩波 内馈 ” 是
ＬＵ Ｊｎ Ｉ ｕ
（ ｅｇ ｕＴ ｓａ ｅｔ ｇａｄｐ ｗ ｒＣ ． Ｌ Ｄ Ｂ ｎ ｂ ３ ０ ０， ｈｎ ） Ｂ ｎ ｂ ｕｈ ｎｈ ａ ｎ ｎ ｏ ｅ ｏ ，Ｔ ． ｅ ｇ ｕ２ ３ １ Ｃ ｉａ ｉ Ａｂ ｔａｔＥ ｅｇ ｏｓｍｐｉ ｅｃｕ ｔ ’ ｍ ｊｒ ｏ ｃ ｓｉ ｉ ｔｅｂｓ ｒ ｕｖ ａ ａ ｄｄ ｖｌｐ ｎ ｓ ｃ ： ｎｒｙｃｎｕ ｔ ｎｉ ｔ ｏ ｎｒ Ｓ ａｏ ｐ ｌ ｉ ， ａｉ ｆ ｒｉ ｌ ｎ ｅｅ ｍｅｔ ｒ ｏ ｓｈ ｙ ｉｅ ｔｓｈ ｓｏ ｓ ｖ ｏ
一
种 新 型交 流调速 技 术 ， 通过 近二 十年 的 实践探 索和 理论研 究 ， 波 内馈 调 速在技 术和 理论 上都 取 斩
得 了很 大发展 。 目前 丰原 电厂 的 电机 负载 率 不 高 ， 此 负载率 是锅 炉 实 际需要 的风 压 、 而 风量 和风机 进 口挡板 节流 共 同作 用前提 下的 负载 率 ， 风 机 挡 板 都 存 在 不 同程 度 的 节 流 ， 有 较 高的 节 能 空 且 具
ｖ ｔｏ ｐａ ｅ ｔ ｉ ｒｉ ｌ ｉｃ ｉ ｅ ｈｅ ｐｒｎ ｉ ｅ ｆｃ ｏ ｐ ｒ ｆｅ ｐ ｅ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ， ｈ ｒ ｔｒｓｉｓ ａ ｄ ａｉ ｎ ｓ ｃ ． ｈ ｓ ａ ｔ ｅ ｄ ｓ ｒｂ ｓｔ ｉ ｃｐｌｓ ｏ ｈ ｐ ｅ ｅ ｄ ｓ ｅ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｃ ａ ｃ ｅｉｔｃ ｎ ｃ
水厂的节能降耗技术分析
水厂的节能降耗技术分析华呈平浙江黄岩自来水公司摘要：目前我国倡导节约型社会，我们研究水厂用电情况发现水厂的电耗主要在水泵及配套电机的运行上，其中占到90%以上的是原水泵房与清水泵房。
研究发现我们可以通过水泵的设计、水泵调速设施的应用、提高水泵的效率三种方法来实现节能。
关键词：节能、水泵、效率我国一直在倡导科学发展观，建设节约型社会。
其中节能减排就是一项重要的组成部分。
水厂作为用电大户，其节能降耗工作也成为一项艰巨的任务。
研究水厂的节能降耗技术，有利于水厂自身的发展，优化供水系统，提高效率，同时有利于整个社会节约能源，以最小的能耗产生更多的社会效益。
水厂的节能降耗技术工作与水厂的运行管理有着十分密切的关系，因此，我们在首先保证供水的基础上，对水厂加强管理，提高节能降耗技术一、水厂用电概述水厂用电主要是用在水泵的运行上，水泵机组的运行用电量在世界上约占到20%左右，我国为21%。
水厂耗电的主要设备是：水泵、投药泵、电动阀门、滤池反冲洗设备等。
随着工艺技术的不断发展节能降耗取得了一定的成效，但据统计大多数供水单位的平均电耗仍然占总的生产成本的20%到30%。
如图可见：从表格中我们可以得到，水厂的电耗主要几种在水泵及配套电机的运行上，其中占到90%以上的是原水泵房与清水泵房，由此可知，对泵房的电耗进行控制应为重点。
此外，对滤池和加药间的电耗控制也十分重要。
二、目前水泵电耗问题以往净水厂的水泵选型最先考虑的是最不利工况点的要求，也就是说利用供水管网的最高时用水量和压力来计算水泵的设计杨程和流量。
这样的设计虽然满足了最不利工况点的要求，但是忽略了其能耗。
由于实际工作中，水泵大部分时间是在平均流量和扬程工况下运行的，对不利工况点的运行时间相对较少。
有的水泵长时间处于低扬程大流量的运行情况下，造成了水泵长时间偏离高效区运行，水泵的效率低下。
同时，为了保证水泵的安全运行，确保水泵处于高效区，实际工作中往往通过关小出水阀门来改变管道特性曲线的做法。
内反馈式高频斩波调速装置在热电联产项目中的应用
以公 司引风机 为例 ， 电机 功 率 为 ４０ｋ ， 选 用 ０ Ｗ 若
需要 １ 台多副边移相变压器 ， 体积、 重量大， 接线 复杂 。 （ ）我国高压变频器事业正在发展， ３ 但它 尚 处于起步阶段 ， 的比较好的也还是小容量 的变 做 频器 ， 国内大容量变频器的可靠性还得不到保证。 现在大容量变频器采用的大多数是进 口产品， 如
１１ 液力偶 合调速 ．
（ ）电压高 ， １ 电流小 ， 给变频器出了个难题 ， 电压高要求电力 电子器件 串联数多 ， 电流小造成 器件电流能力得不到充分利用 ， 并且电机定子全
部功率 流过 变频 器 ， 频器 及 变 压器 的 容量 至少 变
按 １０ ０ ％功率选取 ， 容量大 ， 使得变频器价格猛升
定 的 ， ６ｆ １ Ｓ ／ 。 ｎ＝ ０（ 一 ）ｐ 式 中 ：—— 转 速 ， ｍｎ ， ｔ ｒ ｉ； ／
出现故障生产得不到保证 ， 况且进 口设备维护是 最大的问题。若热电厂送引风机这样 的核心设备
故障停机时， 将对企业造成 巨大损失。
２ 内反馈高频斩波交流调速技术
ＳＣＦ００系列高压交流调速装 置与相应 的 Ｓ— ０ ５ ＹＣ Ｒ Ｔ系列高压内反馈调速三相异步电动机配套 组成无级调速系统 ， 非常适用于驱动水泵 、 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 ， 节电 率可 达 ２ ％ ～ ０ 。 ０ ７％ ２ １ 内反馈式高频斩波（Ｇ Ｔ 调速系统原理 ． ＩＢ ） 该系统采用内反馈三相异步 电动机 ， 电机 将 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， 通过改变斩波器的斩波开
SVPWM在内馈斩波串调系统中的应用研究
式中： ｎ Ｕ —— 反馈交 流电压 。
图 １ 斩 波 内反 馈 串级 调速 系 统 主 回路
制 ＩＢ Ｇ Ｔ逆变器 。仿 真结果 表 明 ， 以有效 地减 少 可
第 ７期 ｌ 转速。 司步
姚
锐等 ．Ｖ ＷＭ在 内馈斩波 串调系统 中的应用研究 ＳＰ
・７ ３・
时， 节点 ａ 接于直流电源负端 ，
＝一Ｕ ２ 同理 ， ｄ 。 ／ ｂ
由式 （ ） ５ 可见 ， 改变斩波器开关导通时间 ７ ． 的大 小就可以改变电机转速 ／ ｌ的大小 。 因此 内馈 斩波 串 调装 置是通过改变斩波器 的 占空比来 调节 电机 的转 速的 ， 不需要 改变 晶闸管移相角 ， 而是把它 固定在最 小 逆变角 ， 因此功率 因数 可以得 到提高 。
１ 引 言
一
的时间里 ， 斩波开关断开 。 斩波器前后两端 则
（） １
电气传动在 日常生活 、 业生产 中 占有很大 的 工 比重 ， 特别是风机和泵类 ， 这些负载 的消耗 占能源消 耗很大 的比重 ， 如果能够对这些负载进行节能控 制 ， 带来的效益是非常可观的。这些系统在设计 的时候 都 留有很大的裕量 ， 在最大负荷 的情况下工 作的时 间非常少 ， 过去 控制 都是 通过 风 门、 阀等方 法控 闸
Ｕ ｌ：２ ３ Ｕ２ Ｏ 口 ． ４ ｓＣＳ … （） ３
效地控制系统。 内反馈串级调速系统在传统串级调速系统的基 础上 ， 在直流回路部分增加斩波器 ， 这种拓扑结构是 通过改变斩 波器 的占空 比来调 节电机转速 的 ， 而不 是通过改变 晶闸管逆 变器移相 角来 改变 电机转速 。 此时逆变器 的触发角 固定 为允许 的最小逆变 角 ， 这 就导致 了无功功率依然存在 ， 功率因数不是很理想 ， 同时由于品闸管本身 的特性 ， 存在发 生逆 变颠覆故 障的可能… 。为了解决这个问题 ， 从结构人手 ， 引入
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浅析高频斩波内馈调速技术在节能改造中的应用摘要：本文分析了高频斩波内馈调速技术的技术优势，结合当前国内外的研究现状，浅谈了斩波式内馈调速在我国节能改造领域里的应用性。
关键词：高频斩波技术优势节能应用
高频内馈调速作为一种节约创新型技术在二十一世纪更符合人类对生产和环境的要求，国家对于节能、增效等方面的需求。
本文就此浅谈一下高频斩波内馈调速技术节能研究现状，节能技术优势以及在节能改造的中应用。
一、内馈调速技术节能研究现状
环保和节能是当今社会的热点话题，在资源有限的今天，如何降低能耗提高效率成为社会可持续发展的重中之重。
风机、水泵在我国的应用范围极广，其年耗电量约占总用量的43％。
目前，这类设备大多不能调速，只能采用阀门或挡风板来调节流量以满足负荷变化的要求。
在低压系统中，变频调速技术已经相当成熟，完全可以满足国内调速市场的需要。
而在高压系统中，串级调速和变频调速是目前比较常用的调速方式，但串级调速要采用移相控制方法控制变流，致使产生大量的感性无功和高次谐波电流；而变频调速的成本较高，设备投资回收期较长。
为适应市场需求，斩波式内反馈调速系统提高了斩波频率，改善了功率因数，同时大幅度的降低了转子电流波动，减小了谐波，提高了可靠性和电能质量，是一种技术含量高的新型机电产品，具有良好的性价比，尤其适合于
大中型风机、水泵类负载的调速，可广泛应用于电力、供水、炼钢、水泥、造纸、化工等行业。
二、内馈调速技术节能优势
斩波内反馈调速是我国首创具有国际先进水平的新型高压交流调速技术，与高压变频调速相比，具有效率高、成本低、可靠性高等突出优点，是高压风机、泵类节能调速的最佳选择。
斩波控制与内反馈电机的完美结合在理论和实践上都被公认为最佳调速方案。
斩波式内反馈调速是目前高电压交流调速效率最高的新技术，是高电压、大容量风机泵类节能调速的最佳选择。
内反馈调速系统作为一种节约能源型产品在二十一世纪必将更加符合人类对生产和环境的要求，随着电力电子技术的不断发展，产品不断改进，概念的深入，市场的拓展，它将显示出更大的发展空间和展示出巨大的社会、经济意义。
国家对于节能、增效等方面的宣传以及在信贷支持、鼓励市场等方面采取的措施，势必影响用户企业对于调速设备的实际需求。
斩波内馈调速技术，通过近20年的实践探索和理论研究，取得了长足的进步，产品在发电、供水、冶金等领域获得了推广应用，技术经济性能都达到了较为理想的指标。
事实表明，斩波内馈调速具有调速效率高，制造成本低，功率因数高，谐波分量小等一系列优点，不仅为我国的风机泵类节能提供了一种经济、高效的调速技术和产品，也为世界的交流调速填补了一项空白。
随着电厂和各行业节能改造的进行，利用电机调速节能已成为
辅机节能改造的重点工作。
通常适合电机调速主要有以下几种形式：液力耦合器调速、变极调速、串级调速、变频调速等。
三、内馈调速的在节能领域的广泛应用
由于篇幅有限，在此笔者就例举内馈调速应用最多的两个方面：
1. 大功率风机的节能应用
国外锅炉的风机大都由锅炉制造厂设计配套。
由于选型合理，风量风压余量适中，因此风机效率高，能耗小。
国内锅炉的风机皆由电力设计部门配置。
由于缺乏实际运行经验，锅炉、风机制造商和设计院对风机参数都留有余量，由此锅炉投运后普遍出现大马拉小车的现象，尽管选用的是高效风机，但往往出现的是高效风机在低效区运行。
以济钢集团总公司烧结厂电除尘改造为斩波内馈调速控制为例，电机更滑，额定转速，当风机低转速时，功率将为原来的57.14%，耗电量少了42.86%。
电机改造费用为58万元，按电费0.4元一度计算，不到1年5个月就收回投资！随着人们节能环保意识的加强，相信斩波式内反馈调速装置的需求量将越来越大，获得的经济效益也将是可观的。
2. 市政供水行业的节能应用
目前我国600余个各级城市中，各自来水公司水的产量是以电能消耗为代价来换取的，自来水行业的节电改造总量不小于30万千瓦，价值约2亿元。
以沈阳砂山水厂供水节能应用为例，采用斩波内馈调速改造后，整个砂山机组供水总量未发生变化，日平均水
量基本未发生变化。
生产耗电量（排除天气情况、非生产用电减少等因素，日均好耗电大浮下降。
平均日节电3610kw，日均单耗降低76%。
节电率在整个砂山供水系统中占到20%左右。
若以单台机组之间相比，2#机组调速运行比3#机组全速运行日节电率约为40%。
经两年的使用，其运行的可靠性得到检验，节能效果明显，达到了改造目的。
3．电力行业的节能应用
电厂耗电一般占发电总量的8％～12％左右，国内电厂中20,、,30万机组的近百家，每套机组至少配套送、引风机4台，而水泵多为1250kw循环水泵，单机容量为1250～2250kw，总需求约为50万千瓦，我国的风机、水泵调速需求量为600万千瓦，仅在电力行业，就需投资1．4亿人民币，其中尚不包括旧设备改造。
我国人均能源资源相对匾乏，且经济系统的能源利用效率低下。
先进国家的能源利用效率达42％以上，而我国能源利用率仅为32％，比发达国家低10个百分点，如果再乘上32．1％的能源开采效率，我国能源系统总效率只有10．3％，甚至达不到发达国家的二分之一，以这样低效率、高能耗去迎接全球一体化的国际竞争是无法想象的。
而高频内馈调速的应用，就为提升我国的竞争力做出了巨大的贡献。
内反馈调速的造价较低，通常价格只有变频调速的1／2左右，优良的性能价格比，使之在相当多的节能应用场合，可以取代变频调速，为电厂减少投资，以1000kw电机为例，采用变频调速的设备投资为200万元左右，采用内反馈的投资可
节省投资100万元。
其性能价格比非常优越。
从用户角度讲，每套调速系统(包括电动机和调速控制装置)节电效率高达50％～60％，按每年运行 6000小时，度电0．25元计算，每年可以节约电费670440元，两年就可以收回成本。
我国目前各种电动机的在用总量已超过40万mw。
其中90％是交流电动机，且70％的应实施调速运行。
中、高电压(3～10kv)中、大容量电动机约为40％，已经成为工业企业主要的动力设备。
这些电动机以保守的平均年运行1600h、节电率按20％计，其技术上的节电潜力至少为400亿kwh。
结束语
随着电力电子技术的不断发展，产品不断改进，概念的深入，市场的拓展，它将显示出更大的发展空间和展示出巨大的社会、经济意义。
国家对于节能、增效等方面的宣传以及在信贷支持、鼓励市场等方面采取的措施，势必影响用户企业对于调速设备的实际需求。
综上所述，生产斩波式内反馈调速装置，投资少，见效快、产品适销对路，符合发展方向，市场需求量十分可观。
据国家经贸委节能司信息中心统计，高压交流调速节能的市场每年1500亿元人民币，目前大多被国外高压变频所垄断，而斩波内反馈调速的异军突起，不仅将打破这一格局，而且毕将进入国际市场，其社会经济效益是不可低估的，前景十分美好。