大中容量电动机调速方案选择

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1、大中容量电动机调速方案选择摘要：本文将常用调速方案作简单介绍，以供参考。关键词：电动机；调速；变频中图分类号：TM32文献标识码：A文章编号：一、调速方案的分类和内容从20世纪80年代开始，调速步入了变频调速时代，目前使用最多的是变频调速和串级调速中的斩波内馈型功率调速，由于电流型变频器是全控桥整流，谐波较大，对电网公害大，抑制谐波的措施比较复杂，在价格和可靠性上失去了优势，已很少采用了。现将常用调速方案简介如下。1、高一高型变频调速该方案用高压变频器直接对电网的高电压(6～10kV)进行整流、滤波和

2、逆变，输出高压变频电源供给高压电动机变频调速。当功率较大时，电源输入侧需要设置隔离用的三绕组变压器，变压器二次侧采用D和Y接法，可输出12相或18相脉冲整流电压，使得电源输入侧谐波大为降低。2、高一低一高型变频调速6该方案是在低压通用变频器输人侧加一台降压变压器，又在变频器输出侧加一台升压变压器，再向高压电动机供电进行变频调速。该方案的变频器电压等级可根据不同的具体情况选择380V或者690／1140V，实质上还是属于低压变频器。3、高一低一低型变频调速该方案是采用降压变压器将高压电源变成低压电源，再

3、向相应电压等级的低压变频器和低压电动机供电。该方案的变压器和电动机既可采用非标准产品，也可以利用原有的设备改制。4、“中一低一中”变频器用一台降压变压器把中压变为低压，经低压变频器变频，再由输出变压器升为中压，优点是变频器价格低，缺点是增加了占地面积和成本，增加了两级变压器损耗，升压变压器的采用是技术上的失误，可靠性大大降低了，在低速时，变压器效率更低，功率因数也低。5、低压大功率变频器国产低压变频器已做到1000kW，国外已做到2000kW。然而，用低压变频器去拖动6kV的电动机是不合理的，改变电动

4、机接线方法，电压就变成了3．47kV，使用3．3kV变频器就没问题了。建议尽量选用1.7、2.3、3.3kV电动机。6、中一低压大功率变频器优点是中压输电损耗小，低压变频效率高，输入变压器一侧采用三角形(△)接法，可吸收变频系统中的高次谐波。7、中一中压变频器(1)中压IGBT6PWM变频器。电压为2.3、3.3、4.16kV，容量为800～4000kW，额定效率为98.5％，额定功率因数≥0.96，中压IGBT是低压IGBT基础上发展的新品种，系统器件由60支减为24支，使电路简化，可靠性提高。(2

5、)中压IGCTPWM变频器。电压为2.3、3.3和4.16kv，容量为315～6500kW，额定效率>98％，额定功率因数>0.95。中压IGCT是在GT0元件基础上发展起来的新产品，保留了GTO导通压降小，电压和电流高的特点，又克服了GTO开关性能差的缺点，是一件非常理想的兆瓦、中压开关器件。GTO体积大，损耗大，而IGCT芯片厚度减小到与二极管差不多，这就大大简化了电压变频器结构，其触发功率小，开关一致性好，可方便串并联，又进一步扩大了功率范围。一台4.16kV变频器，使用6kV的IGCT只需要1

6、2支器件，是低压IGBT的1／5件，中压IGBT的1／2件。由于器件电压提高，数量减少，使得变频器电路更加简化，可3电平、4电平或5电平电路，变频器输出端装有滤波器及dv/dt限制器，可配普通6kV电动机，也可配用较低电压的多相电动机，为了限制高次谐波，变频器输入端为12相整流，也可18相或24相整流。8、多重式多级串联中压变频器美国ROBICON公司、日本安川、富士、东芝公司、我国利德华福等公司，都先后推出了多重式多级串联中压变频调速装置。采用多电平结构和多级低压小功率IGBT6PWM变频单元串联输

7、出中压变频器，实现了大功率集成。其输入电压在2.3—13.8kV之问，输出电压2.3～6kV，容量为800～5600kW，国内为315～2500kW，额定效率≥96％，额定功率因数≥0．95。但必须指出，同一容量采用中压设备不但价格贵得多且可靠性也下降了。9、斩波内馈型功率调速该方案是在高压绕线转子电动机的定子内部设置特殊的内馈绕组，以便通过斩波内馈的功率调速控制装置来接收转子移出的电磁转差功率，使内馈绕组处于发电状态来抵消定子绕组等量的输入功率，从而达到电动机的节电和调速目的。二、调速方案的选择比较

8、上述几种高压变频调速方案都是直接控制电动机定子来达到调速的目的，变频器的额定功率必须大于等于电动机的额定功率，不仅其自身消耗的功率大，而且变频器的输入和输出电流中谐波含量十分可观。尤其是这几种方案几乎都需要变压器升高或降低电压，才能向变频器送电，使电动机的调速系统效率也有所降低。6其中高一低一高型变频调速方案的系统效率最低，并且占地面积大和基建安装费用高，目前该方案的应用已经越来越少。而高～低一低型调速方案是针对原有的高压电动机系统进行节能改造时，采取的