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新穎高效的交流電機(jī)調(diào)速裝置

作者: 時(shí)間:2011-03-18 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:重點(diǎn)介紹了內(nèi)反饋繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)。該是應(yīng)用現(xiàn)代電力電子技術(shù)控制內(nèi)反饋繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)的一種系統(tǒng),其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。同時(shí)給出了2000kW大型繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)例。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/179431.htm

關(guān)鍵詞:調(diào)速;內(nèi)反饋;斬波;晶閘管

 

1 引言

隨著變流技術(shù)和電力電子器件的飛速發(fā)展,國(guó)內(nèi)近幾年(以北方公司為代表)悄然興起一種以繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)為控制對(duì)象的內(nèi)反饋調(diào)速系統(tǒng)。在一些領(lǐng)域,它成為傳統(tǒng)串級(jí)調(diào)速的換代產(chǎn)品,已在幾十家水廠和電廠運(yùn)行,并獲得極大成功。大量的測(cè)試實(shí)驗(yàn)報(bào)告表明,該系統(tǒng)節(jié)電效果顯著,有很高的經(jīng)濟(jì)效益;它啟動(dòng)特性好、對(duì)電網(wǎng)污染小、效率高、運(yùn)行控制可靠、成本低、投資回報(bào)率高。而進(jìn)口的同等容量的其它調(diào)速設(shè)備價(jià)格昂貴,維護(hù)比較困難。因此,這種內(nèi)反饋調(diào)速系統(tǒng)便有了它極其廣闊的發(fā)展空間。

2 裝置性能

2.1 適用范圍

該系統(tǒng)最適用于水廠和電廠的高電壓、大容量繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)。同時(shí)也適用于恒轉(zhuǎn)矩類(lèi)負(fù)載的繞線(xiàn)式,如提升、起重等。電機(jī)的容量為200~2000kW。

2.2 技術(shù)指標(biāo)

調(diào)速范圍最高轉(zhuǎn)速/最低轉(zhuǎn)速=2,例如,4極電機(jī)可從750r/min~1480r/min連續(xù)調(diào)節(jié),這在實(shí)際工程應(yīng)用中已經(jīng)滿(mǎn)足需要;

平均效率 90%(包括電機(jī));

最高節(jié)電 45%;

諧波分量 5%;

靜差率 1%(加閉環(huán)后);

投資回收年限 2年。

3 內(nèi)反饋調(diào)速原理

內(nèi)反饋調(diào)速的實(shí)質(zhì)在于將部分轉(zhuǎn)子功率(稱(chēng)為轉(zhuǎn)差功率)通過(guò)調(diào)速裝置和置于電機(jī)定子內(nèi)的第三繞組,亦稱(chēng)調(diào)節(jié)繞組(調(diào)節(jié)繞組是通過(guò)多層嵌套方式安置在電機(jī)定子槽中的)反饋給電網(wǎng)。轉(zhuǎn)子通過(guò)調(diào)速裝置反饋給調(diào)節(jié)繞組的功率越多,則余下來(lái)轉(zhuǎn)化為軸功率輸出的就越少,電機(jī)轉(zhuǎn)速越低。反之,轉(zhuǎn)子反饋給調(diào)節(jié)繞組的功率越少,電機(jī)的軸功率輸出則越多,電機(jī)轉(zhuǎn)速越高。因而通過(guò)改變轉(zhuǎn)差功率使電機(jī)轉(zhuǎn)速得以連續(xù)調(diào)節(jié)。和傳統(tǒng)串級(jí)調(diào)速相比,省去了一個(gè)逆變變壓器,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了節(jié)能和節(jié)材。

如果從能量平衡的角度考慮,則更容易理解這一原理。圖1是忽略了損耗功率的理想狀態(tài)。Ps為轉(zhuǎn)差功率,Pe為定子功率,兩者之和P是電機(jī)額定功率。開(kāi)始時(shí),電機(jī)是以滿(mǎn)功率全速運(yùn)行,如圖1(a)所示。在這種狀態(tài)下,從電網(wǎng)吸收的定子功率約等于軸輸出功率,轉(zhuǎn)差功率為零。進(jìn)入調(diào)速狀態(tài)后,如圖1(b)所示。轉(zhuǎn)差功率Ps漸漸加大,由于調(diào)速裝置吸收的轉(zhuǎn)差功率通過(guò)調(diào)節(jié)繞組反饋給電網(wǎng),因而定子功率Pe相應(yīng)減少,軸輸出功率也減少,轉(zhuǎn)速漸漸下降。反之,當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)大時(shí),轉(zhuǎn)差功率Ps減少,而定子功率Pe相應(yīng)增大,軸輸出功率增大,電機(jī)從電網(wǎng)中吸收的功率也相應(yīng)增大。當(dāng)轉(zhuǎn)差功率Ps減少到零時(shí),電機(jī)又回到了全速運(yùn)行狀態(tài)。

(a) 不 調(diào) 速 狀 態(tài)

(b) 調(diào) 速 狀 態(tài)

圖 1 內(nèi) 反 饋 調(diào) 速 的 能 量 原 理


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