【正文】 壓器和其他外附電機，更不需要建配電室或變壓器室，既可降低系統(tǒng)成本，又減少了系統(tǒng)安裝費用。60年代末期，我過一些單位開始進行晶閘管串級調(diào)速的試驗，70年代后期，西安整流器廠首先推出了系列產(chǎn)品，以后其它廠家也相繼推出了系列產(chǎn)品。轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速是將轉(zhuǎn)子的部分功率（即電轉(zhuǎn)差功率）反饋給電動機定子調(diào)節(jié)繞組，轉(zhuǎn)子反饋給調(diào)節(jié)繞組的功率越多，電動機的機械輸出功率越少，轉(zhuǎn)速就越低。改變極對數(shù)是用改變定子繞組的接線方式完成的。轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速與變頻調(diào)速相比具有以下優(yōu)勢：① 轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速的控制在轉(zhuǎn)子側(cè)，轉(zhuǎn)子電壓較低，因此，不受三相電源電壓的限制，易于控制實現(xiàn)高壓電機的調(diào)速。而作為節(jié)能減排重點工程，電機系統(tǒng)運行效率要提高23個百分點。電機系統(tǒng)，除了電機，還有變頻調(diào)速系統(tǒng)、被拖動裝置、傳動系統(tǒng)等構(gòu)成，任何一個環(huán)節(jié)的不匹配都將導致整體效率的偏低。② 電力及石油行業(yè)。公司質(zhì)量體系通ISO9001：2000認證。主要從事鐵路機車車輛和城市軌道交通車輛及相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計制造，在我國軌道交通裝備行業(yè)中具有重要的行業(yè)地位和行業(yè)影響力。集羅茨鼓風機、羅茨真空泵、離心鼓風機、工業(yè)泵、磨機、氣力輸送設(shè)備、電氣控制設(shè)備等機械產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、制造于一體的現(xiàn)代化企業(yè)。.專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)高低壓變頻器、高壓調(diào)速裝置、電機軟起動、控制與保護開關(guān)電器等成套配電設(shè)備的高科技企業(yè)。中國南車股份有限公司是經(jīng)國務(wù)院國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會批準，由中國南車集團公司聯(lián)合北京鐵工經(jīng)貿(mào)公司共同發(fā)起設(shè)立，設(shè)立時總股本70億股。據(jù)國家經(jīng)貿(mào)委節(jié)能司信息中心統(tǒng)計，高壓交流調(diào)速節(jié)能的市場600億元。（五）具有代表性的行業(yè)及采用調(diào)速節(jié)電的需求① 市改供水行業(yè)。（四）前景預測216。在國家政策的有力推動下，電機系統(tǒng)在節(jié)能產(chǎn)品推廣、節(jié)能技術(shù)研發(fā)、節(jié)能技改項目的實施等方面取得了長遠發(fā)展，電機產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平和市場化程度等方面均得到了大幅度提升。變頻調(diào)速變頻調(diào)速是通過改變電動機定子供電頻率來改變旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速進行調(diào)速的，是無附加轉(zhuǎn)差損耗的高效調(diào)速方式。斬波控制更為可貴的是使控制可靠性大為改善，諸如瞬時停電、過壓保護等難以解決的問題都可以通過斬波開關(guān)順利得以解決。調(diào)節(jié)繞組在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電勢，用來接受從轉(zhuǎn)子益處的電轉(zhuǎn)差功率，調(diào)節(jié)繞組本身工作在發(fā)電狀態(tài)，把這部分功率通過電磁感應(yīng)傳輸給定子，傳輸方向恰好與電動狀態(tài)相反，因此抵消了定子的部分有功功率，使電機自電網(wǎng)的輸入功率得以改變，從而改變轉(zhuǎn)子的機械輸出功率。由于電動機的轉(zhuǎn)子電流為非正弦波形，其高次諧波成分不產(chǎn)生有效功率，而且逆變器的逆變換向也要從電網(wǎng)中吸取滯后的無功功率，因此，該系統(tǒng)的功率因素較低。另一部分為轉(zhuǎn)子側(cè)二極管整流產(chǎn)生的諧波。在有源逆變器兩端并聯(lián)一個斬波器，由斬波器來完成功率控制圖12 轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速控制系統(tǒng)示意圖電抗器斬波開關(guān)頻敏變阻器整流電抗器快速熔斷器逆變當電路工作時，逆變器的逆變角恒處于最小βmin不變，只負責頻率變換。若采用IGBT逆變器，則無7次諧波。 轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速電動機的效率假設(shè)轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速電動機與普通電機相同，即輸出功率也為，則在相同轉(zhuǎn)差率下，轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速電動機的轉(zhuǎn)差功率也相同為，這個功率扣除逆變回路各部分損耗后，不是經(jīng)逆變變壓器傳輸回電網(wǎng)，而是直接反饋回轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速電動機的調(diào)節(jié)繞組。如前所述，調(diào)節(jié)繞組作為附加電源，在低同步轉(zhuǎn)速時吸收轉(zhuǎn)差功率而使其處于發(fā)電狀態(tài)。轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速電機和普通繞線電機具有相同的規(guī)格和安裝尺寸。采用高效先進的調(diào)速手段正是行之有效的解決途徑。轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速電機是近十幾年來出線的一種新型的繞線電動機，是專為內(nèi)反饋交流調(diào)速裝置而設(shè)計的特種繞線電機。 轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速電動機的功率關(guān)系轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速電動機不同于普通的電動機，他的轉(zhuǎn)差功率通過調(diào)節(jié)繞組直接反饋回主繞組，不僅沒有使轉(zhuǎn)差功率形成熱損耗，反而減少了主繞組從電網(wǎng)吸收的功率，電機調(diào)速流程圖如下所示：從圖中可以看出，轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速電機主繞組從電網(wǎng)的吸收功率，即主繞組的有功功率等于調(diào)節(jié)繞組和轉(zhuǎn)子繞組上各種損耗功率之和。這主要是轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速電機的定子結(jié)構(gòu)上調(diào)節(jié)繞組的存在，省去了串級調(diào)速系統(tǒng)中的逆變變壓器，相應(yīng)地省去了逆變變壓器的原邊損耗和激磁損耗?？朔葡喙β士刂频娜秉c，從公式上看只能控制電流I調(diào)，簡單的辦法就是在直流回路采用斬波控制。諧波影響小轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速系統(tǒng)的諧波由兩部分組成。通常，晶閘管的逆變角β的變化范圍在25176。90年代中期以后，隨著電力電子技術(shù)和控制策略的發(fā)展，新的拓撲結(jié)構(gòu)和控制策略被不斷提出，用IGBT構(gòu)成 PWM整流器代替原有的晶閘管（或可控硅）逆變器，它結(jié)合PWM整流技術(shù)和串級調(diào)速技術(shù)，在保留串級調(diào)速優(yōu)點的同時，又利用了PWM整流器的優(yōu)點，不僅可以使逆變器側(cè)電流近似正弦，減小諧波，提高功率因素，甚至還可以向電網(wǎng)提供容性無功，用于補償串級調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)生的無功，從而提高整個系統(tǒng)的功率因數(shù)，也克服了原有系統(tǒng)存在逆變顛覆的缺點。其中關(guān)鍵技術(shù)就是斬波電流控制，傳統(tǒng)的變流控制采用移相控制方法，致使產(chǎn)生大量的感性無功功率和次諧波電流。其原因是存在嚴重的耦合損失和轉(zhuǎn)差損失。目前斬波式內(nèi)反饋產(chǎn)品分別包容從220~2500kW，電壓等級3~10kV的電機調(diào)速，同時形成了原理、設(shè)計、結(jié)構(gòu)、工藝、生產(chǎn)流程、檢驗、測試等較為完整的技術(shù)體系。我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)在未來數(shù)年將迎來快速增長階段，而這將帶動驅(qū)動電機市場規(guī)模迅速增長。圖48 電機節(jié)能服務(wù)下盈利性提升情況估算圖49 國家有關(guān)電機節(jié)能的主要政策情況資料來源：公開資料整理從生產(chǎn)角度講，每套調(diào)速系統(tǒng)（包括電動機和調(diào)速控制裝置）節(jié)電效率高達50%~60%，按每年運行6000h，每年可以節(jié)約電費67440元，2年就可以收回成本。大中型汽輪發(fā)電機、同步調(diào)相機、水輪發(fā)電機、水輪機、交流發(fā)電機、交流電動機、直流電機，以及電氣成套裝置、加速器配套件、家用電器、電力電容器、電子元件等。專業(yè)開發(fā)生產(chǎn)SN6100系列高壓內(nèi)饋高頻斬波調(diào)速裝置SN(G)5100系列異步電機變頻調(diào)速器與高低壓電機軟起動器裝置及高低壓配電設(shè)備，廣泛用于電廠、水廠、石油、化工、天然氣、水泥廠、冶金、鋼鐵等企業(yè)的大功率繞線式及鼠籠式電機、水泵、風機的節(jié)能、電機軟起動配電等設(shè)備上。廣東華拿東方能源有限公司2005年,在廣州科學城成立，是經(jīng)國家認定的專業(yè)致力于DFC型交流電機轉(zhuǎn)子側(cè)變頻調(diào)速設(shè)備及HNHV、HNLV型高、中、低壓變頻設(shè)備的研發(fā)、產(chǎn)銷及服務(wù)的守合同、重信用高新技術(shù)企業(yè)。保定華仿科技有限公司是在原華北電力大學仿真控制技術(shù)工程公司（成立于1993年）的基礎(chǔ)上于2002年7月改制而成。專業(yè)研發(fā)與生產(chǎn)交流電機、交流電動機、高壓電機、高壓電動機、低壓電機、小電機、三相異步電動機、異步電動機、直流電機、直流電動機、電機配件、電機冷卻器等及電機維修、電機修理、電機雙速改造服務(wù)。隨著電廠和各行業(yè)節(jié)能改造的進行，利用電機調(diào)速節(jié)能已成為輔機節(jié)能改造的重點。 高壓變頻滲透率不高，未來發(fā)展空間大。圖41 電機節(jié)能服務(wù)下盈利性提升情況估算圖42 國家有關(guān)電機節(jié)能的主要政策情況資料來源：公開資料整理（二）產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀目前我國電機裝機總?cè)萘恳堰_4億多kW，年耗電量達12000億kWh，占全國總用電量的60%，占工業(yè)用電量的80%，其中風機、水泵、壓縮機的裝機總?cè)萘恳殉^2億kW，年耗電量達8000億kWh，占全國總用電量的40%左右，因此電機上的節(jié)能要求極大，也是節(jié)能效果最能體現(xiàn)的地方。③ 由于定轉(zhuǎn)子的隔離作用，轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速對電網(wǎng)的諧波影響，遠遠小于變頻調(diào)速對電網(wǎng)的諧波影響。多速電動機的優(yōu)點是運行可靠，運行效率高，控制線路簡單，容易維護，對電網(wǎng)無干擾，初始投資低。眾所周知，電力電子裝置會產(chǎn)生大量的諧波污染，如何以為經(jīng)濟的手段來抑制諧波造成的危害，是電力電子裝置的設(shè)計者必須考慮的事情。國內(nèi)最先是由屈維謙提出內(nèi)反饋串級調(diào)速方案的，時間是在80年代后期。這是因為這種調(diào)速方法是在繞線式電動機的轉(zhuǎn)子回路實現(xiàn)的，被控制的是電動機的轉(zhuǎn)差率部分，而轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速電動機的轉(zhuǎn)差功率只有軸功率的25~40%左右，