斬波內饋調速與高壓變頻器的比較
時間:2008-01-30 13:15:00來源:dujing
導語:?高壓變頻器在整個負載范圍內,電網側的功率因數都在0.96以上,所以無需附加任何功率因數補償措施。
關于斬波內饋調速與高壓變頻器的原理讀者可參考相關的資料,本文試圖從多個方面討論二者的性能比較,一家之言,供讀者參考。
對電機的要求
斬波內饋調速必須使用特殊的電機,高壓變頻器則可以使用任意的異步電機。內饋電機制造工藝復雜,屬于非標產品,維修時可能會比較麻煩,維修費用肯定比普通電機高,另外,轉子上有滑環,維護工作量大;內饋調速系統在功率較大時,可靠性很低,與電機有一定的關系。高壓變頻器可以一帶多運行,對于水泵類負載,常常需要在運行電機和備用電機之間進行切換,內饋調速電機不能滿足此需要。
另外,由于轉速較高時,滑環的制造工藝復雜,斬波內饋調速不能用于兩極電機。
功率因數
高壓變頻器在整個負載范圍內,電網側的功率因數都在0.96以上,所以無需附加任何功率因數補償措施。斬波內饋控制部分的功率因數可以達到0.9左右,但這只是系統功率很小的一部分,其電網側的功率因數隨著轉速的下降而下降,低于異步電機本身的功率因數,調速系統的功率因數在0.5-0.7之間。用戶可以購買補償柜來提高功率因數,但是功率因數是隨著負載變化的,補償起來非常麻煩,這個問題在技術上沒有很好的解決辦法。
諧波
高壓變頻器,在電網側采用多脈沖整流,電機側采用多級PWM調制,使其電網側的電流諧波小于4%,電機側的諧波小于2%。內饋調速的變流器采用6脈沖整流和逆變,所以在轉子繞組、變流器、內饋繞組存在諧波,定子繞組肯定會受到影響,其諧波情況比高壓要差。
效率
變頻調速與串級調速(內饋調速為串級調速的另一種型式)都是技術界公認的高效調速方式。高壓變頻調速的效率一般在96%-97%左右。內饋調速的效率不會比變頻調速具有明顯的優勢,這是因為:(1)由于有內饋繞組,電機的效率肯定低于標準異步電機;(2)在調速運行中,有一部分能量在定子繞組-轉子繞組-調速裝置-內饋繞組之間循環;(3)系統的功率因數低,銅損大;(4)轉子繞組、變流器、內饋繞組存在諧波,影響電機效率。(5)定子繞組與內饋繞組的耦合效率較低。目前,尚不能提供內饋調速系統的效率測試數據,宣稱其效率高是沒有依據的。
調速范圍
高壓變頻器的調速范圍是0-200%,全范圍無級調速。內饋調速的調速范圍一般為70%-95%,95%以上就必須切換到工頻運行。如果要增大調速范圍,則價格優勢不復存在,技術難度也將加大。
調速精度
變頻調速可以精確調節電機的轉速,誤差在幾轉之內。內饋調速依靠轉子導出的功率來調節轉速,兩者之間的函數關系非常復雜,只能做到大致的調節。
啟動方式
變頻調速可以做到完全的軟啟動。內饋調速在轉子串頻敏電阻的情況下,啟動電流仍舊可以達到額定電流的3倍左右,啟動時必須先啟動到工頻,將啟動電阻切除,再將變流器投入,然后進行調速,造成很大的麻煩,有些工況下這種操作是不允許的。
斷電方式
高壓變頻器對操作順序無特殊要求,在出現故障時,允許用戶直接斷開電網側的高壓開關,與以前未上變頻時相同;內饋調速在停機時,必須先運行到工頻,將變流器切除,再斷開電機,直接斷開電機是不允許的非正常操作,用戶必須設計工藝過程滿足這一要求。
對電網的適應性
高壓變頻器對電網有極強的適應能力,允許電網電壓波動±15%,電網電壓跌落35%不停機,電網電壓丟失5個周波繼續滿載運行,電網電壓丟失3秒不停機。內饋調速由于有有源逆變部分,電網掉電會造成逆變失敗,不容易實現上述功能。
價格
內饋調速在調速范圍較小、功率較小時,價格上有優勢。
占地面積
內饋調速無變壓器,占地面積較小。
發展趨勢
從國際上看,變頻調速是技術發展的趨勢,以前生產、銷售串級調速的日本、德國企業現在都轉向了變頻調速,因為相比之下,變頻調速的優勢是明顯的。
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