【正文】 需技術(shù)工程師上門多多宣講。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(yuǎn)遠(yuǎn)小于變頻調(diào)速對電網(wǎng)的諧波影響。而變頻調(diào)速，則需直接承受電源電壓，變頻調(diào)速裝置用于高壓電動機(jī)時，就需要增加變壓器，不但費(fèi)用增大，效率也降低。變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速效率高，啟動能耗低，調(diào)速范圍寬，可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，動態(tài)響應(yīng)速度快，調(diào)速精度很高，操作簡便，且易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝控制自動化。變頻調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵裝置是頻率變換器，即變頻器，由它來提供變頻電源。這兩部分損失最終都變成熱損失，此外，這種調(diào)速方式還有如下缺點(diǎn)：① 受執(zhí)行機(jī)構(gòu)和液壓機(jī)構(gòu)限制，調(diào)速精度差，同時還存在嚴(yán)重非線性，只有在15%～85%間是調(diào)節(jié)線性區(qū)，即使在這區(qū)間，仍存在增速與減速逆差間隙，造成自動系統(tǒng)很難投入運(yùn)行；② 運(yùn)行不可靠，國內(nèi)已有多起由于液力耦合器葉片破損造成事故的先例，其主要原因是液力耦合器制造精度難以提高；③ 采用調(diào)速方式需要一整套油系統(tǒng)，維護(hù)工作量大。其原因是存在嚴(yán)重的耦合損失和轉(zhuǎn)差損失。因此，在某一恒定轉(zhuǎn)矩下，勵磁電流發(fā)生變化時，轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，調(diào)速范圍很小，切非線性嚴(yán)重，勵磁電流損失都轉(zhuǎn)化為熱耗，屬于低效調(diào)速方式，一般用于低壓電機(jī)、功率不大的場合。適合于按2～3檔固定調(diào)速變化的場合，為了彌補(bǔ)有級調(diào)速的缺陷，有時與定子調(diào)壓調(diào)速或電磁離合器調(diào)速配合使用。多速電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行可靠，運(yùn)行效率高，控制線路簡單，容易維護(hù)，對電網(wǎng)無干擾，初始投資低。雙速電動機(jī)的定子是單繞組，三速和四速電動機(jī)的定子是雙繞組。在供電頻率f=50HZ的電網(wǎng)，P=4時，相應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速n0=3000\1500\750r/min。 各種常用方式的比較表31 各種常用方式的比較常用方式特點(diǎn)分析變極調(diào)速變極調(diào)速是通過改變定子繞組的極對數(shù)來改變旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)速的，是無附加轉(zhuǎn)差損耗的高效調(diào)速方式。另外斬波控制可使電機(jī)的調(diào)節(jié)繞組容量僅為電機(jī)額定容量的15%左右。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。而普通串級調(diào)速中的變壓器繞組是集中繞組，其繞組系數(shù)為1，起不到抑制諧波的作用。由于調(diào)節(jié)繞組在電機(jī)定子糟中是分布嵌線的，繞組短距和分布的結(jié)果會大大減少諧波電流對定子電流的影響。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(jì)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。調(diào)節(jié)繞組因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生電動勢，用以接受轉(zhuǎn)子中反饋的轉(zhuǎn)差功率，調(diào)節(jié)繞組處于發(fā)電狀態(tài)，抵消了定子繞組的部分有功功率，從而達(dá)到調(diào)速、節(jié)能的目的。轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速電動機(jī)是通過改變電機(jī)的軸功率（即機(jī)械功率）來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)電動機(jī)軸功率增大時，轉(zhuǎn)速升高，反之轉(zhuǎn)速下降。轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速電機(jī)與普通繞線式電機(jī)的最大區(qū)別在于：調(diào)速電機(jī)在定子側(cè)具有兩套繞組，一套是主繞組，與電網(wǎng)相聯(lián)結(jié)，從電網(wǎng)吸收能量；另一套繞組稱之為調(diào)節(jié)繞組，為轉(zhuǎn)子提供附加電勢源，同時回饋轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差功率，因此內(nèi)反饋電機(jī)的調(diào)速屬于附加電勢的串級調(diào)速范疇。 技術(shù)創(chuàng)新性內(nèi)反饋串級調(diào)速電動機(jī)是在國家標(biāo)準(zhǔn)系列（次系列和JR系列）繞線式轉(zhuǎn)子電機(jī)的設(shè)計基礎(chǔ)上，在定子側(cè)的原定子繞組嵌放另一套繞組，調(diào)節(jié)繞組嵌放在定子上，與定子繞組同槽，但在電氣上是互相絕緣的。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?fù)浣Y(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(diǎn)的同時，又利用了PWM整流器的優(yōu)點(diǎn)，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(bǔ)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(diǎn)。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是無論轉(zhuǎn)速高低，逆變器都工作在逆變角為30176。不久哈爾濱九州公司、河北保定公司緊隨其后。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。1984年，當(dāng)時的機(jī)械工業(yè)部發(fā)布了串級調(diào)速裝置的電工專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。晶閘管串級系統(tǒng)最終將轉(zhuǎn)差功率以電能的形式反饋到外部電網(wǎng)的，并且附加電勢是由系統(tǒng)通過外部變壓器變壓后提供的，可稱為外反饋技術(shù)。同時，轉(zhuǎn)子電流的高次諧波通過定子反饋到電網(wǎng)，逆變器和整流器在工作中的相電流由于是間隙電流，包含著一定分量的高次諧波，對電網(wǎng)產(chǎn)生一定程度的諧波污染。這對于大容量的異步電動機(jī)，有利于其在低速狀態(tài)下節(jié)約大量的電能。通常，晶閘管的逆變角β的變化范圍在25176。該調(diào)速裝置具有恒功率調(diào)速特性，效率和功率因素高，但系統(tǒng)增加了一臺直流電動機(jī)，使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜；主電機(jī)需采用雙軸伸，且直流電動機(jī)有換向器及電刷，增加了維修、檢修的工作量。串級調(diào)速的種類很多，常用的有以下兩種方式（根據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式）：一種是機(jī)械式反饋機(jī)組串調(diào)系統(tǒng)，又稱克萊默（Kramer）系統(tǒng)，這種方法早在20世紀(jì)50年代就獲得了應(yīng)用。這是因?yàn)檫@種調(diào)速方法是在繞線式電動機(jī)的轉(zhuǎn)子回路實(shí)現(xiàn)的，被控制的是電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率部分，而轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速電動機(jī)的轉(zhuǎn)差功率只有軸功率的25~40%左右，所以調(diào)速裝置的效率高，電動機(jī)的全部功率都由變頻器變換，包括無功部分。另外，盡管內(nèi)反饋電動機(jī)的價格要比鼠籠式電動機(jī)高，但轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速裝置系統(tǒng)的總體市場價格仍然只有高壓變頻成套系統(tǒng)的40~50%。盡管這樣，這些諧波還是通過氣隙磁場反映到定子中，給定子電流帶來低頻諧波，調(diào)速裝置在不增加主電路設(shè)備情況下，利用有源濾波技術(shù)，讓逆變器輸出電流中也含有同樣的低頻諧波，但方向相反，抵消轉(zhuǎn)子諧撥的影響，使進(jìn)線電流中僅含較少的諧波。二極管整流交流側(cè)的電流波形是120o寬的方波，含113等次諧波。由于逆變器采用正弦波PWM調(diào)制，輸出電流近似正弦波，且容量小，它對電網(wǎng)影響較?。孀兤鳟a(chǎn)生一些開關(guān)頻率的諧波，由于頻率高，可被調(diào)節(jié)繞組的漏感濾掉）。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。裝置可以帶電檢修，等裝置內(nèi)器件修好后可以無擾動地進(jìn)入調(diào)速狀態(tài)。安全性如果調(diào)速裝置出現(xiàn)重故障，系統(tǒng)將頻敏變阻器（或液態(tài)電阻）串入轉(zhuǎn)子回路，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)從調(diào)速狀態(tài)平穩(wěn)進(jìn)入全速運(yùn)行，并確保電機(jī)在任何情況下不停，確保電機(jī)在任何情況下不會影響風(fēng)機(jī)、水泵的正常運(yùn)行。 轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的特點(diǎn)表21 轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的特點(diǎn)特 點(diǎn)具 體可靠性轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制裝置承受的只是部分轉(zhuǎn)子電壓，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電源電壓，因此電力電子元器件所承受的工作電壓很低，有利于元器件的可靠運(yùn)行。只有改變斬波器的占空比，就改變了這兩部分電流的分配比例，即改變了反饋功率或者轉(zhuǎn)差功率，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速控制。當(dāng)斬波器開路時，轉(zhuǎn)子直流電流被迫流入逆變器，由此產(chǎn)生的功率轉(zhuǎn)換為反饋功率送入電動機(jī)的調(diào)節(jié)繞組形成轉(zhuǎn)差功率。功率的調(diào)節(jié)則由斬波開關(guān)來完成。斬波控制的通過斬波器的占空比來實(shí)現(xiàn)的，圖4所示的為典型的斬波控制原理圖?？朔葡喙β士刂频娜秉c(diǎn)，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。感性無功功率不起調(diào)速作用，只能使電動機(jī)的運(yùn)行無功損耗增大，系統(tǒng)功率因數(shù)降低。這就是逆變器的移相功率控制。所以控制P調(diào)只能是控制功率因數(shù)相角Φ調(diào)和調(diào)節(jié)繞組相電流I調(diào)兩種方法。由于轉(zhuǎn)差功率Ps等于繞組功率P調(diào)。轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速裝置的主要作用，就是對調(diào)節(jié)繞組感應(yīng)電動勢進(jìn)行頻率的轉(zhuǎn)換和幅值的調(diào)節(jié)。第二章 轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速控制系統(tǒng) 轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上由內(nèi)反饋交流調(diào)速裝置和轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速電機(jī)組成，如圖4。（4）與普通串級調(diào)速相比，功率因數(shù)較高，諧波較小。（2）所需逆變器的容量較小，僅為電動機(jī)功率的20%～30%，由于轉(zhuǎn)差功率回饋至電網(wǎng)（或電動機(jī)），故能大大節(jié)約電能，可達(dá)30%以上。 轉(zhuǎn)子變頻的優(yōu)點(diǎn)因此，此時逆變回路的損耗不存在逆變變壓器損耗，即傳遞給調(diào)節(jié)繞組的功率大于，所以轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速電動機(jī)的輸入功率要小于普通繞線異步電機(jī)的輸入功率。① 普通繞線式異步電動機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng)的效率設(shè)電動機(jī)定子銅耗和鐵耗為和，則通過電磁感應(yīng)輸給電機(jī)轉(zhuǎn)子的功率為：電動機(jī)軸端輸出功率：軸端輸出功率扣除摩擦損耗和雜散損耗后得到電動機(jī)凈輸出功率轉(zhuǎn)差功率為： 轉(zhuǎn)差功率扣除逆變回路各部分損耗（包括轉(zhuǎn)子銅耗、整流器的總損耗、平波電抗器的損耗以及逆變器和逆變變壓器的損耗）后，經(jīng)逆變變壓器網(wǎng)