论高压变频器与内馈高频斩波
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 ：
概述内反馈高频斩波调速装置的使用
概述内反馈高频斩波调速装置的使用杭州余杭水务有限公司是集供排水、营业销售、管线安装于一体的综合性中型供水企业，承担着为杭州市余杭区875平方公里范围的供水重任，目前公司供水区域内总供水规模为85万立方米/日，作为余杭水务有限公司下属运河分公司，供水制水能力到现在的12万吨/日，供水范围为临平城区、运河街道、余杭经济开发区，为了适应现代化水司的建设，公司把确保安全供水和提高产品质量、对外服务质量作为中心工作来抓，确立了“科学管理，确保优质供水，诚信服务，力求顾客满意”的服务质量目标。
1 内反馈斩波调速装置介绍现在主要采用的是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，这种系统对拖动水泵、风机类负载使用具有良好的效果，能够实现平滑无级调速，是一种高效节能产品，对于不同的情况，能够使节电率达到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。
2 内反馈斩波调速装置工作原理2.1 基本工作原理高频斩波部分是一个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）（1）转子电势为SE20，在转子整流电路电压平衡时，忽略二极管压降，暂不考虑整流电路的换相重叠压降，有方程式：KuvSE20=Ui+IdR （2）式中：Kuv——转子电路整流系数S——转差率E20——转子电路开路电压Id——整流电流R——等效的转子整流电路及斩波电路总电阻2.2 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，达到高效调速节能的目的。
高压电机转子变频与高压变频的技术性能对比
1高压电机转子变频与高压变频的技术性能对比1.1内（外）反馈斩波调速（转子变频）示意图1.1.1外反馈斩波调速示意图1.1.2内反馈斩波调速示意图1.2定子变频示意图1.2.1定子变频整体示意图1.2.2定子变频多功率单元串联示意图单元A1单元B1单元C16000V电动机输入三相交流电源（任意电压）单元A2单元C2单元B2单元A3单元C3单元B3单元A4单元C4单元B4单元A5单元C5单元B5移相二次线圈移相变压器功率单元1.3内反馈斩波调速装置与高压变频的技术性能对比表序号项目名称内反馈斩波调速（转子变频）高压（定子）变频1 应用范围只能用于绕线式电机并且是平方转矩的风机水泵负载，不能用于鼠笼式电机，一般也不能用于恒转矩类的负载，能够使用的范围很窄，这一点远不能和高压变频相比较。
（1）内反馈斩波调速装置的宣传力度远不如高压变频，行业的整体生产规模远不如高压变频。
特别是低压变频应用十分成熟，更使得所有工程技术人员都了解变频器，但了解内反馈斩波调速装置的比较少。
（2）正因为内反馈斩波调速装置的应用面窄，和高压变频的比较不能在所有电机负载领域范围里比较，必须在内反馈调速装置可以使用的专业领域里比较。
（3）在使用绕线式电机并且是平方转矩的风机水泵负载的专业应用领域内，内反馈调速装置有十分明显的优势，有着高压变频不可比拟的应用优势。
主要体现为更加安全可靠、安装环境要求低、节能率比高压变频高3%以上、价格低20%左右。
所有电机2 核心器件IGBTIGBT器件是先进的电力电子器件，优点控制简单、工作频率高，缺点是过流过压能力弱，目前成熟使用的最大的是3300V/800A和1700V/800A。
目前全部IGBT都是国际大公司生产，国内不但没有生产能力，而且还不能可靠的检测其性能。
IGBT3 电压等级转子侧1KV对大功率电机，转子电流较大，单个IGBT的耐压足够，采用多个IGBT并联方案，技术难度低。
定子侧10KV/6KV单个IGBT的耐压远不足以用于10KV/6KV场合，所以采用移相变压器多组抽头、然后多个低压变频器串联方案，用96个逆变管并用串联方式，明显设备复杂,可靠性较低。
内馈调速的斩波控制原理
内馈调速的斩波控制原理屈维谦引言“斩波内馈”是我国首创的一种新型交流调速技术，其突出特征是将数字化的斩波技术与内馈调速电机有机相结合，于是从根本上克服了传统串级调速存在的缺点，避免重蹈串级调速的覆辙。
通过近二十年的实践探索和理论研究，斩波内馈调速在技术和理论上都取得了很大发展，实践表明，斩波内馈调速具有效率高，成本低，功率因数高，谐波分量小等优点，不仅为我国的高压、大容量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。
变流控制是近代交流调速系统中重要的组成部分，对调速性能具有举足轻重的影响，内馈调速虽然解决了传统串级调速的基本问题，但如果沿用串级调速的变流控制，忽视存在的缺点，结果将事与愿违，甚至比串级调速的性能还要差，因此必须引起高度重视。
传统串级调速除了“外馈”的缺点之外，更为严重的问题存在于移相式的变流控制方式，它给串级调速带来功率因数低，谐波分量大，可靠性差等致命的损害。
如果内馈调速仍沿用这种控制方式，后果将更为严重。
可以说，不解决变流控制的问题，内馈调速就只能停留在原理上，根本无法实现工程应用。
斩波内馈调速历经三次艰难的技术改革，核心问题就是改进变流控制实现斩波。
1. 变流控制的功能按照功率控制原理，变流控制的功能在于：1) 对转子的电转差功率大小能够连续控制，以实现转速的无级调节。
2) 实现转子的电转差功率与附加电源的功率交换。
对于第一项功能，由于异步机转子的电压频率是随转速而变化的，直接对电转差功率控制技术上难度较大，因此多从附加的工频电源端控制。
控制方法与电路形式密切相关，详见后叙。
对于第2项功能，应考虑到两个电源要进行有功功率交换，前提是频率必须相同。
但是，转子的频率为12sf f ，随转差率（即转速）而变，附加电源则为工频，两者频率不同，因此，要进行频率变换，实现统一。
除了上述的两项基本功能之外，还要求变流控制具有：3) 功率因数高，尽量少产生感性无功功率。
高压斩波内馈调速
斩波内馈调速在电厂热网循环泵的应用摘要：文章介绍了高压斩波内馈调速装置的原理、优点，并通过高压斩波内馈调速在山西潞安容海电厂热网循环泵电机上的应用发现，在某些高压大容量电动机的调速中使用斩波内馈调速技术会更适合。
经过实际应用, 斩波内馈调速不仅能满足设计需要,而且由于其控制功率小、故障率低，使用成本和维护费用也极低,具有极大的推广价值。
关键词：高压斩波内馈串级调速节能经济效益0 引言“斩波内馈调速”是基于我国著名教授，高级工程师屈维谦先生的P理论发展而来的一种新型的交流调速技术，其显著特点是用数字化的斩波电路来控制专用的内馈调速电机，从而达到调节电机转速进而控制负载的目的，这项技术从根本上克服了以往的串级调速存在的谐波分量大等缺陷，更增强了设备的稳定性和设备的寿命。
通过多年理论研究和实践的检验，斩波内馈调速在技术和理论上都了很大的进步。
通过在大量实际生产中的应用发现，斩波内馈调速具有效率高，成本低，谐波分量小等优点，在高压、大容量风机泵类的节能和调速方面具有很大的应用潜力。
1 斩波内馈调速基本原理内馈调速的本质是将电机的部分输出功率以电能的方式反馈给电机内的调节绕组，当电机输出功率下降时，转子反馈给调节绕组的功率就上升，电机转速就会降低；反之，电机输出功率上升时，转子反馈给调节绕组的功率就会下降，电机转速就会上升，互相转化的这部分转子功率就叫电转差功率。
电转差功率可以在转子和调节绕组之间来回传输而不需要经过其他途径。
这就是内馈调速的本质，也是其不同于其他调速方式的地方。
其工作原理如图1所示。
图1 内馈调速的电机与系统其中：P1为无内馈的定子功率P3为内馈绕组功率P m为机械功率P em为定转子之间的电磁功率P es为附加电磁功率（也叫电转差功率）所谓内馈调速，是异步电机定子上附加一组与原来绕组相绝缘的内馈绕组（也叫调节绕组），其作用是用来接受电机转子移出的电转差功率，斩波内馈调速设备内有个变流装置，它能使内馈绕组处于发电状态，将接受到的电转差功率功率通过电磁感应反馈给定子绕组，使定子的有功功率与电机输出功率基本上保持一致。
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）。
浅谈斩波内馈调速技术在工业设计中的应用
浅谈斩波内馈调速技术在工业设计中的应用引言当前大多数工业大型厂房中用电耗电量主要为风机、泵类等设备。
因此经常出现风机、水泵负载率长期偏低或负荷经常变动且幅值较大e，通常采用高效的调速技术改变电动机转速，从而达到节电目的。
其中，以引风机最为突出，大部分厂房中的引风机因功率较大，需采用高压电机，当前最广泛的调速方式为对高压变频调速及斩波内馈调速。
高压变频调速技术已经得到了广泛的应用，使用范围基本上覆盖了我国各主要行业。
斩波内馈调速是我国首创的新型交流调速技术，特别适用于需要高效节能的高压大中容量交流电机的调速。
虽然斩波内馈调速技术发展应用的时间并不长，但因其有自身的优势，目前在工业厂房设计中也逐渐应用开来。
1 斩波内馈调速技术与高压变频技术的比较目前我国的大部分工业厂房中，除引风机外其他厂用电负荷因功率较小均为低压供电，需要调速的电机多数采用低压变频调速，技术成熟，且经济灵活。
而引风机作为全厂最大用电负荷，常常采用10kV或6kV供电，其常见的两种调速方式（即斩波内馈调速和高压变频调速）之间的优劣，一直广为争论。
下面从几个方面比较两种调速方式：1.1 调速原理的不同高压变频器是一种高-高做法，由高压输入，再高压输出到高压电机，所有元件均承受高电压，通过多组IGBT模块组合实现大容量、高压变频。
相应元件故障率较高。
但进口IGBT模块运行可靠性较高，稳定性很好，整体故障概率较低。
斩波内馈调速是一种以低压控高压的高效率调速技术，突出特征在于“内馈”与“斩波”两项高新技术的有机结合。
与变频调速不同的是，内馈调速采用的是转子控制，因此避开了定子控制的高压问题。
它是使用在低电压、小电流上运行，采用元器件数量较少，系统较小，可靠性较高。
1.2 功率因数及谐波影响高压变频器输入侧的功率因数较低，目前变频器较多的使用电抗器法来改善变频器的功率因数。
斩波内馈调速的功率因数可以达到0.85，并且可以采用“内补偿”技术，将功率因数提高到0.92。
高频斩波调速与变频技术在高压电机比较
高频斩波调速技术与变频技术在高压电机调速节能应用中的技术经济比较保定华仿电控有限公司三相异步电动机调速技术可以改进生产工艺和节省大量电力。
而三相异步高压电机的功率大，是大型工矿企业的主要动力源，是电力的主要消耗设备，因而高压电机调速技术对我国节能减排具有战略性的重大意义。
在三相异步高压电机调速领域，主要有变频技术和现代高频斩波调速－高频斩波调速技术，它们均可实现宽范围的平滑无级转速调节。
两种调速方法都是用现代电力电子技术进行交、直流电力的变流，都是变流技术。
由于高频斩波调速技术在高压电机应用中突出的变流电压低、变流功率小的技术特点，使其较高压变频技术具有综合性的优势。
因而应给予充分重视和大力支持。
一、变频和高频斩波调速技术原理1、三相异步电机的转速三相异步电机转子的转速为n =pf 60(1-S) 。
其中n 为转子的转速，f 为电机供电电源频率，p 为绕制电机已确定的极对数，s 为转差率（s=0n n n ，n 0是电机旋转磁场转速，又称为同步转速）。
三相电机制造完成后，一般选择一种极对数，即p 为常数（也有多极对数的变极电机，可实现变极的有级调速，这里不作讨论），因而电机转子转速便取决于供电频率f和转差率s。
在电机转子侧不加以控制的情况下，当电机定子绕组通以三相额定工频（50HZ）电源，定子三相绕组便形成一旋转磁场，旋转磁场的转速称为同步转速。
该旋转磁场切割电机的转子绕组（绕线式或鼠笼式），在封闭的转子回路中产生感应电势，进而产生转子电流。
转子电流与旋转磁场产生作用力，从而产生转矩，使转子带动负载旋转。
由于转子产生感应电势和电流的前提条件是转子绕组被旋转磁场切割（有相对速度），因而转子转速总是要低于旋转磁场（同步转速）一定的速度，因此称为异步。
同样，在转子回路不另加控制和正常负载情况下，转子一般比同步转速低几至十几转运行，该转速称为额定转速。
如1000转/分同步转速的电机，转子额定转速一般为990转左右。
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
斩波内馈与变频调速的对比
四、斩波内馈调速技术指标与变频调速的比较。
1.价格低廉，只是变频调速的1/2～1/3；2.运行可靠，连续无故障运行10000小时以上；3.效率高,η＝99.87% 变频调速η＝94%；4.功率因数高COSΦ=0.925.谐波污染小，电流畸变率小于5%，而且由于转子的隔离作用不会反馈至电网，无污染，是绿色环保产品。
变频调速的谐波高达30－40%，•且直接污染电网，需加装滤波装置，电力部门才允许运行。
6.控制功率小，由于是在转子侧实施调速控制，而转子电压较低，其控制功率只为电机功率的40-50%。
变频调速是在电机网侧控制，直接承受电源电压，控制功率要大于电机功率,一般为（1.2-1.3•）倍的电机功率。
7.体积小，结构简单，变频调速系统庞大，高压变频调速一般为：高～低或高～低～高系统，需配置1-2•台变压器及相应的高压开关柜，占地面积大，价格昂贵，效率低。
而且均需进口，用国家外汇，维修也不方便。
8.调速平均节能高达50%，变频调速平均节能只有40%。
五、斩波内馈调速的可靠性与变频的比较1．性能优秀的交流调速要求电机本身尽量充实调速的内因，而且要具有适应调速控制的功能。
调速的内因不充分，如果全部依靠外部控制装置来补救，不仅困难重重、代价昂贵，而且有些问题无法实现。
就是变频调速，也要求调速异步机有较大的改进，诸如绝缘、谐波、轴电流等问题，在高压电机调速上显得尤为突出，如不采取有效措施，将严重影响电机的工作和寿命。
2．电机控制原理的可靠性斩波内馈调速系统是基于异步电动机转子的电磁功率控制调速，由于转子和内馈绕组都是低压的，因此控制装置回避了变频调速定子控制的电源高压问题。
通常，调速控制装置的实际工作电压在200-400V之间，克服了电力电子器件耐压条件对高压异步电动机调速发展的限制，提高了电力电子器件在应用中的可靠性。
3．障兼容能力任何控制设备都不可能百分之百的可靠工作，提高系统可靠性的关键在于提高系统的故障兼容能力。
高压变频调速与内馈斩波调速的比较
Ｋｅ ｒ ｓ：ａ ｉｂ ｅ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｓ ｅ ｄ ｃ ｎ ｒｌ ｎ ｅ ｅ ｄ ｓ ｏ ｐ ｒ ｎ ｒｙ ｓ ｖｎ ｎ ｏ ｓ ｍｐ ｉｎ ｒ ｄ ｃｎ ；ｆａ ｕ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ｖ ｒａ ｌ ｑ ｅ ｃ ｐ ｅ ｏ ｔ ，ｉｎ ｒｆ ｅ ｈ ｐ ｅ ；ｅ ｅ ｇ ａ ｉ ｇａ ｄ ｃ ｎ ｕ ｔｏ ｅ ｕ ｉ ｇ ｅ ｔ ｒ ｒ ｏ
转 速 控制 流量 和压力 使水 泵 在各种 工 况下 获得较 高 的效 率 。电动 机轴 功 率 与 转 速 的立 方 成 正 比 ， 速 低 运 行 时 ， 幅 度降低 电动 机 输 出的 轴 功率 可 达 到 节 大 能 降耗 的 目的。
种调节控制方式都可 以退出运行 ， 电动机作为一般 绕 线 式三相 异 步 电动 机使 用 。
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａｃ ｏ ｄ ｎ ｏｔ ｅ ｐ ａ ｔ ａ ｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｉｈ ｖ ｌ ｇ ａ ｉｂ ｅ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｓ ｅ ｄ ｃ ｎ ｒｌ ｒ ａ ｄ ｉ ｎ ｒ ｆｅ ｓ ｒ ｃ ： ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｒ ｃｉ ｌａ ｐ ｉ ｔ ｆｈ ｇ ｏｔ ｅ ｖ ｒ ｌ ｑ ｅ ｃ ｐ ｅ ｏ ｔ ｌ ｎ ｎ ｅ ｅ ｄ ｃ ｅ ｏ ａ ａ ｒ ｏｅ
控制电源频率 ； 改变极对数 ； 改变电动机转差率。内 馈 斩波调 速 属于 改变 电动机 转差 率 的一种 电气 调速 方式 ； 高压 变频 调 速属 于 改变 控 制 电 源频 率 的调 速 方式 。内馈斩 波调 速与 变频 调速 同属 于高效 无级 调
速方 式 ， 调速 性 能相 近 ， 当调 速 控 制 装 置 故 障 时 ， ２
ｃ ｏ ｐ ｒｃ ｓ ａ ｅ ｓ ｅ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ｈ ｐ ｅ ａ ｃ ｄ ｐ ｅ ｏ ｔｏ
变频器与逆变器、斩波器
1．变频器与逆变器、斩波器变频调速是以变频器向交流电动机供电，并构成开环或闭环系统。
变频器是把固定电压、固定频率的交流电变换为可调电压、可调频率的交流电的变换器，是异步电动机变频调速的控制装置。
逆变器是将固定直流电压变换成固定的或可调的交流电压的装置（∆X－AX变换）。
将固定直流电压变换成可调的直流电压的装置称为斩波器（∆X－∆X变换）。
2．变压变频调速（ςςςΦ）在进行电机调速时，通常要考虑的一个重要因素是，希望保持电机中每极磁通量为额定值，并保持不变。
如果磁通太弱，即电机出现欠励磁，将会影响电机的输出转矩，由TM＝KT Φ M I 2 XO∑ ϕ 2(式中 TM ：电磁转矩，Φ M ：主磁通，I 2 ：转子电流，XO∑ ϕ 2 ：转子回路功率因素，KT ：比例系数)，可知，电机磁通的减小，势必造成电机电磁转矩的减小。
由于电机设计时，电机的磁通常处于接近饱和值，如果进一步增大磁通，将使电机铁心出现饱和，从而导致电机中流过很大的励磁电流，增加电机的铜损耗和铁损耗，严重时会因绕组过热而损坏电机。
因此，在改变电机频率时，应对电机的电压进行协调控制，以维持电机磁通的恒定。
为此，用于交流电气传动中的变频器实际上是变压（ςαριαβλε ςολταγε，简称ςς）变频（ςαριαβλε Φρεθυενχψ，简称ςΦ）器，即ςςςΦ。
所以，通常也把这种变频器叫作ςςςΦ装置或ςςςΦ。
根据异步电动机的控制方式不同，变压变频调速可分为恒定压频比（ς/Φ）控制变频调速、矢量控制（ΦOX）变频调速、 直接转矩控制变频调速等。
3．变频器分类τ从变频器主电路的结构形式上可分为交－直－交变频器和交－交变频器。
交－直－交变频器首先通过整流电路将电网的交流电整流成直流电，再由逆变电路将直流电逆变为频率和幅值均可变的交流电。
交－直－交变频器主电路结构如下图。
υ从变频电源的性质上看，可分为电压型变频器和电流型变频器。
对交－直－交变频器，电压型变频器与电流型变频器的主要区别在于中间直流环节采用什么样的滤波器。
高压电机使用内反馈高频斩波调速装置节能应用探讨
高压电机使用内反馈高频斩波调速装置节能应用探讨发表时间：2018-01-10T13:05:31.963Z 来源：《电力设备》2017年第27期作者：范钦勇贾燕[导读] 高压电机能耗占到厂用电率的80%左右，因此如何降低高压电机能耗成为发电企业的重要任务，各种节能调速装置也随之而来，本文主要针对内反馈高频斩波调速装置的节能工作原理及节能效果进行探讨。
（河南省鹤壁市淇滨区金山工业区热电厂 458000）一、概述随着发电企业单机容量的不断增加，高压电机功率也随之提高，高压电机能耗占到厂用电率的80%左右，因此如何降低高压电机能耗成为发电企业的重要任务，各种节能调速装置也随之而来，本文主要针对内反馈高频斩波调速装置的节能工作原理及节能效果进行探讨。
二、节能工作原理1 内馈电机高频斩波调速系统工作原理1）设备组成：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。
2）内反馈调速原理与变频调速相比，内反馈调速系统接于电机转子回路，工作电压低，运行稳定可靠，且在低速下仍能保持较高的功率因数，效率较高；与传统调速方法相比，内反馈调速系统在调速时不用改变电机接线即可实现平稳调速，不需额外增加开关，改善开关运行工况，对高压电机具有重要意义；内反馈调速系统利用逆变回路将转子剩余能量反馈回电源系统，不消耗电能，效率高，节能效果显著。
3）主要性能：4）内反馈装置的操作：（1）启动电机的操作和过程电机启动前，水电阻极板应该停在上限位（即屏幕上的0＃位），在内反馈装置触摸屏上看到合闸备好指示后，按下触摸屏红色“合闸按钮”，合闸继电器KA4发出5秒闭合信号，高压断路器实现合闸，待装置收到高压断路器合闸完毕信号后，绿色合闸已完毕指示灯点亮，电机转子串入水电阻启动。
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第43卷第29期山 西建筑V〇L43 No.292 0 1 7 年1 0 月SHANXI ARCHITECTURE Oct.2017 . 135 .文章编号：1009-6825 (2017)29-0135-02论高压变频器与内馈高频斩波王明剑(太原市热力公司，山西太原〇3〇〇〇〇)摘要:变频器与内馈高频斩波是新型的电气节能设备，它能使传统的大马拉小车这种不相匹配的系统装置变的相互适合匹配, 有效的节约了不必要的浪费，同时它还可以根据实际应用的需求进行调节，能满足用户与设备相应的需求。
主要从理论方面出 发,对变频器与内馈高频斩波的原理进行介绍，从它们各方面进行讨论对比分析,从而知道它们的优劣，在实际投入与运行过程中 进行选择,从而更加节能节效。
关键词：变频器，内馈高频波调速，谐波，功率因数中图分类号:TU855太原市热力公司城西热源厂建厂使用流化床锅炉，锅炉运行 中对风量有较高的要求，当时风门与水菜都采用高压内馈斩波技 术进行调节，后来由于城市发展需求扩网，又增加两台变频设备 进行水菜调节，现在城市管网水流采用高压内馈斩波和高压变频 共同进行调节循环。
它们都为电气节能设备，下面我们从几个方 面对其进行介绍比较。
1内馈电机高频斩波调速系统工作原理内馈电机斩波调速系统由绕线式内馈调速电机及调速装置 组成。
内馈调速电机与普通绕线电机相比,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、高频其主要基于二沉池中污泥层活性和含量，从而有效控制系统 的回流污泥总量。
并且能够控制剩余污泥排放量、各个阶段的进 水量以及回流污泥量，从而更好的控制系统污泥总量。
如果在污 水中存在较多的污泥,就会滋生许多微生物，微生物生长速度也 会大大加快，所以必须严格控制剩余污泥排放量，防止微生物大 量生长。
2.3化学药剂投放的控制措施在市政生活污水处理系统中投放化学药剂，能够进行脱氮除 磷处理，这种污水处理方式能够在瞬间发挥作用,避免外界干扰 带来不利影响，从而使污水处理系统的过程控制更加方便、快捷。
通过投放化学药剂来进行污水处理,其中主要包含了流量比投加 控制以及反馈控制两种方式，必须根据污水成分、水量和其他干 扰因素选择应用合适的方式。
3市政生活污水处理系统过程控制的难点和注意事项在市政生活污水处理系统的过程控制中，必须通过各个单元 进行协作，才能达到良好的处理效果,在控制过程时，必须充分考 虑几者之间的协调性，不能使它们独立出来,采用全套控制工艺。
文献标识码:A斩波器、晶闸管相控逆变器及DSP控制器组成。
运行调速状态 时:QS1是断开的,Q S2，Q S3是闭合状态的；运行检修状态时：QS1是闭合的,Q S2,Q S3是断开状态。
原理图如图1所示。
内馈斩波调速是一种新型交流节能调速装置,转子反馈给调 节绕组的功率越多，轴功率越少,转速就越低;反之，转子反馈给 调节绕组的功率越少，轴功率输出越多,转速就越高。
2高压变频器原理我们常见的变频器有三种类型：高一低一高方式变频器; 低一高方式变频器；高一高方式变频器。
高一低一高方式变频 器，低一高方式变频器这两种类型变频器都应用于小功率的高压 电动机节能调频;高一高方式变频器应用于大功率的高压电动机在污水处理系统的控制中，必须消除外界干扰因素，避免有害物 质产生不利影响。
必须合理调节污泥回流量，注意解决反硝化污 水厂兼氧区以及溶解氧等问题，严格控制DO浓度、上清液回流 量。
合理设置排水管网，才能降低污水的排放量，由于污水的水 质存在较大的差异，所以需要侧重不同的去除能力，才能达到弹 性调节的目的。
4结语在市政生活污水处理系统的控制过程中，必须根据实际情况 进行科学、合理的设计，采用合适的方式来控制污水处理过程，才 能确保污水处理厂能够高效、稳定运行，提高市政生活污水处理 质量，促进我国环保型城市建设发展，满足现代化新型城市建设 发展要求。
参考文献：[1]王炯琦，林慧.市政污水处理中膜处理技术的运用[J].城市建设理论研究（电子版），2016,6(8) :33-34.[2] 高林.市政生活污水管网工程施工及管理[J].城市建设理论研究（电子版），2〇15,5(36) :77-78.Process control analysis of municipal wastewater treatment systemYin Longxiao(Gezhouba Group International Engineering Co. ,Ltd,Beijing 100025, China)Abstract：Introduces the process of sewage treatment system of municipal control,and the control strategy is used for analysis,put forward the difficulties in process control and precautions,finally must strengthen the process of sewage treatment system of municipal control,by scientificand reasonable sewage treatment technology,to ensure that the sewage treatment plant can be efficient and stable conclusion operation.Key words：municipal sewage,processing system,process control收稿日期:2017-08-07作者简介:王明剑（1985-)，男，助理工程师• 136 •第43卷第29期2 0 1 7牟1 0月山 西建筑节能调频。
下面我们介绍的是高一高方式变频器。
高一高型高压变频器通过隔离变压器，为每个功率单位提供 三相电源输入。
隔离变压器原边绕组与高压直接相连，为Y 型接 法;副边绕组数量依变频器电压等级结构而定，见图2。
每个变频器的功率单元是经过整流一个直流电压，由于为功 率单元提供电源的变压器副边绕组间有一定的相位差，从而消除 了大部分由单个功率单元所引起的谐波电流。
变频器输出电源是将多个三相输入、单相输入的低压功率单元的输出串联叠波得到，见图3。
输出电流检测3斩波内馈调速与高压变频调速的对比3.1结构对比变频器适用于普通感应式交流异步电动机，变频器控制的电机维护量少。
内馈高频斩波适用于特殊绕线式电动机，斩波控制 器接在转子与内馈绕组之间，由于是绕线式电动机，具有滑环且需要定期更换碳刷。
高压变频器与内馈斩波调速系统体积较大，占 地面积较多。
3.2可靠性目前市场上电力电子元件多为低压元器件的，内馈高频斩波 调速以低压控制高压，从而设备运行可靠;而高压变频调速系统 带有变压器单元，有较高的发热量，对周围环境的要求较高，同时 还会遭遇到电力电子器件耐压问题。
3.3谐波内馈斩波调速运行中电流畸型波小，由于转子的隔离，不会 对电网波形造成影响《变频调速在运行过程中会产生大量的谐 波，必须装滤波装置，否则会直接影响电网，并对其他电气设备的 正常运行造成巨大的危害。
3.4 电网影响内反馈斩波调速启动时电流很大，对电网冲击较大，S 要在风门的帮助下进行。
而高压变频器启动能很好地从低速调到高速，不需要在风门的帮助下进行。
3.5 功率因数内反馈斩波一般不带有补偿器，功率因数较低，在〇. 80左 右;而高压变频器自带补偿器，功率因数较高，达到〇. 92#3.6 振动值对比振动值是大型电动机运行中的一个重要指数值，它能有效的 反映出电动机轴承和其他的问题。
内馈斩波电机在前轴端带有 风扇，后轴端带有滑环，比变频电动机多出好多轴部分，所以实际 的运行中变频电动机比内馈斩波电动机振动值低。
4应用现状低压变频器在市场上广泛应用，但高压变频器却有争议。
原因在于高压变频器是在低压变频器的基础上发展起来的，却存在 有很大的问题:1)高压变频器供电电压高，且目前世界上电力电 子元器件的耐压水平与其还有一定的差距，很容易将元器件击 穿;2)高压变频器由于输出高电压，控制功率较大，其技术难度较 高，制造成本昂贵，投入较大。
由于内馈高频斩波调速系绕是低压控制高压，采用成熟的电 力电子元器件，同时成本低，回收周期短。
由上所述，鉴于各行业的大型企业中风机泵类用电量占电网 总量一半居多，节能调速具有很大的市场份额，经济潜力很大，节 能调速改造势在必行e 通过以上对比：和高压变频器相比，斩波内馈调速系统在性能指标可靠、资金投入少，节能效果好，占地面 积小等各方面都具有明显优势，是企业风机泵类调速的最佳选 择。
但在我厂的运行中发现变频器电动机比内馈高频斩波电动 机振动值偏低，在相同速度状态下变频器电动机比内馈高频斩波 电动机消耗功率较高。
在此我提出这小小的建议，希望大家在选 择或使用中得到更好的帮助。
Discussion on high voltage frequency converter and internal feed high frequency chopperWang Mingjian(Taiyuan Heating Power Company , Taiyuan 030000 , China )Abstract ： The inverter and internal feedback high frequency chopper is a new type of electrical energy saving equipment , system it can make thetraditional big horse car that does not match the change for each other , and effectively saves the unnecessary waste , and it can be adjusted accord ing to the actual needs of the application , users can meet with the corresponding equipment demand . This paper mainly from the theoretical as pect ,the principle of the inverter and the internal feedback high frequency chopper were introduced , discussed the contrastive analysis from each of them , so as to know their advantages and disadvantages , choose the actual investment and operation process , and thus more energy -saving .Key words ： frequency converter , internal feed high frequency wave speed regulation , harmonic , powerfactor。