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 030000)

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 030000)

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。

变频器，内馈高频波调速，谐波，功率因数

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，当时风门与水泵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泵调节，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，QS2,QS3是闭合状态的；运行检修状态时：QS1是闭合的，QS2,QS3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—低—高方式变频器;低—高方式变频器；高—高方式变频器。高—低—高方式变频器，低—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—高方式变频器应用于大功率的高压电动机节能调频。下面我们介绍的是高—高方式变频器。

高—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。

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，需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0.80左右；而高压变频器自带补偿器，功率因数较高，达到0.92。

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统是低压控制高压，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。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。

Discussiononhighvoltagefrequencyconverterandinternalfeedhighfrequencychopper

WangMingjian

(TaiyuanHeatingPowerCompany,Taiyuan030000,China)

The inverter and internal feedback high frequency chopper is a new type of electrical energy saving equipment, system it can make the traditional big horse car that does not match the change for each other, and effectively saves the unnecessary waste, and it can be adjusted according to the actual needs of the application, users can meet with the corresponding equipment demand. This paper mainly from the theoretical aspect, 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.

frequency converter, internal feed high frequency wave speed regulation, harmonic, power factor

1009-6825(2017)29-0135-02

2017-08-07

王明剑(1985- )，男，助理工程师

TU855

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