摘要： 斬波內饋交流調速技術是我國首創，并具有獨立自主知識產權的新技術，越來越被社會各界所認識和接受。本文分析和介紹了斬波內饋調速的簡單原理和在本溪市供熱總公司的實際應用及節能分析。 關鍵詞：輔機 節能 異步機 斬波內饋 調速 功率控制 效率 前言 隨著我國經濟的迅速發展，能源日趨緊張，企業內部挖潛，節能降耗日顯重要。供熱企業輔機配置容量余度較大是一個普遍問題。因此，推行輔機電機調速節能勢在必行。電機調速不僅可以節能降耗，還可以避免調峰時電機的頻繁啟停，降低電機故障率及延長電機使用年限，給企業帶來巨大的經濟效益。 1、內饋交流調速系統構成 1.1 調速控制裝置構成； （1）調速控制裝置型號為ZNT-2000； （2）控制裝置具有遠方控制、就地控制：啟動、停止、調速、全速切換功能； （3）DCS自動控制接口，轉速指令信號4-20mA，轉速輸出信號4-20mA和0-5V，自動/手動。 1．2 斬波內饋調速電機 內饋調速電機的安裝尺寸與普通電機相同，并與斬波控制裝置成為并聯關系，當調速控制裝置意外故障時，自動保護裝置可以自動將電機切換成恒速運行，不至于造成電機停運，提高了系統的可靠性。 2、斬波內饋調速系統基本原理 斬波內饋調速是一種以低壓（通常約為200-700V）控高壓（6KV、10KV）的高效率調速技術，突出特征在于“內饋”與“斬波”兩項高新技術的有機結合。 2．1 內饋調速及其功率控制原理 根據電機學的理論，電機的轉速與機械功率及電磁轉矩成如下關系： 式中：Ω為機械轉速 P[sub]M[/sub] 為機械功率 T為電磁轉矩 又，根據能量守恒，有 其中：P[sub]em[/sub] 為電磁功率， p[sub]2 [/sub]為轉子損耗。 公式（2）表明，電機轉速可以通過電磁功率或損耗功率兩種控制獲得調節。電磁功率控制改變的是理想空載轉速，調速是高效率的；損耗功率控制增大轉速降，調速是低效率的。所有調速方法都歸屬于功率控制原理之中。這一原理便是內饋調速發明人屈維謙先生率先提出的“電機調速的功率控制理論”（即P理論）。 由于電磁轉矩在調速穩態時，取決于負載轉矩的大小，當負載轉矩一經為客觀的工況所確定之后，電磁轉矩就隨之被決定了，因此，電磁轉矩不僅與調速控制無關，而且不能隨意改變。動態轉矩對轉速的作用只表現在調速的過渡過程中，轉矩的變化是功率控制和轉速響應滯后的結果，在一定的功率控制作用下，動態轉矩隨轉速響應自動減小，直至新的負載平衡時為零。因此，電機轉速只能通過功率控制來實現。 內饋調速是基于轉子的高效率電磁功率控制調速，通過將轉子的部分功率（即電轉差功率）移出來，使轉子的凈電磁功率發生改變，于是根據P理論，電機轉速就相應得到控制。為了獲得高性能的調速，加強電機調速的內因，內饋調速在電機定子上另外設置了內饋繞組，用來接受電轉差功率，有源逆變器使內饋繞組工作在發電狀態，通過電磁感應將功率反饋給電機定子。使定子的有功功率基本與機械輸出功率相平衡，內饋調速因此而得名。與變頻調速相比，斬波內饋調速只是控制對象不同，兩者遵循的是同一原理，因此并不存在本質的區別。 [align=center] 圖1斬波內饋功率圓圖及系統圖[/align] 2．2斬波的作用與意義 斬波器的作用相當于按一定的頻率、周期性地接通和關斷的高速開關。控制斬波的占空比，就可以實現對逆變電流的控制，也就是控制了反饋到內部內饋繞組的電流和功率，從而實現內饋調速。其意義在于： （1） 使有源逆變器的功率因數可以高達0.9，且恒定不變。 （2） 有源逆變器的額定容量僅為電機容量的14.8%， 加上觸發簡單，使可靠性大為提高。 3、斬波內饋調速系統的控制及運行方式 由于系統調速范圍及運行特性的需要，設置了頻敏變阻器啟動和調速停止方式。 （1）啟動時，直接控制高壓開關柜，電機經頻敏啟動，可以減小啟動電流并增大啟動轉矩。 （2）調速運行時，直流回路存在較大的電磁能量，如果直接停電，將產生過電壓使可控硅損壞。所以調速停車時，設置的邏輯控制會自動轉到全速后再停車。事故停電有斷電和過壓保護，防止了設備的損壞。 （3）該調速設備可以在不停機的情況下自檢。即設備可在全速運行狀態時，可以用低電壓小電流模擬調速運行，這樣可在不影響運行的情況下檢測斬波器和逆變器是否正常，給檢修帶來極大的方便。 （4）在集控室實現遠方操作。該方式與本機操作相同，且更加方便； （5）DCS控制方式。遠方操作指令在給定4—20mA控制信號下實現穩定、平滑調速，并在出現斷線故障時能夠保持原來給定轉速，同時發出斷線報警信號。 4、應用情況 [align=center]表1 斬波內饋調速應用情況一覽表 （10KV） [/align] 4．1 1#引風機電機 電機技術參數 型號：YQT2-500-6 電壓：10KV 額定電流：42.7A 功率：560KW 額定轉速：985轉/分 使用結果的分析： 風機運行全速時電機功率285KW，而風機在調速時電機功率152KW，即調速狀態下一小時節電133度。若電機按每年運行3600小時計算（按150天計算），可節約47.88萬千瓦時。按每度電0.65計算，可節約資金約31.122萬元。該調速系統投資大約在2.5個供暖期即可收回。 4．2 1#一次風機電機 電機技術參數 型號：YQT2-500-4 電壓：10KV 額定電流：29.2A 功率：400KW 額定轉速：1489轉/分 使用結果的分析： 風機運行全速時一小時耗電231KW，而風機在調速時一小時耗電120KW，即調速狀態下一小時節電111度。若電機按每年運行3600小時計算（按150天計算），可節約39.96萬千瓦時。按每度電0.65元計算，可節約資金約25.974萬元。該調速系統投資大約在2.5個供暖期即可收回。 結束語 斬波內饋調速在我公司順利投入生產以來，運行一直較為穩定可靠，平均節能效果在41.75%，實踐證明，該系統與高壓變頻調速相比，不僅價格低廉，而且調速效率高，設備結構簡單，投資回收期短。確實不失為一種較好的調速方法，具有很強的實用性和經濟性。