新颖高效的交流电机调速装置

4.5 DCL吸收回路

由二极管D₁，电容C₂和电感L₂组成的缓冲电路是系统可靠运行的重要保证，没有它斩波器将无法工作。图3(c)中v_c是C₂的电压波形。

(a) D点 (b) A点

(c) C点 (d) B点

图3 电 路 各 点 波 形 图

4.6 脉冲控制电路

主控制板采用数字电路脉冲列触发。斩波用固定频率的可调脉冲触发，关断脉冲轮流触发关断桥对角线方向的2组晶闸管。逆变电路是有源逆变，超前角固定，触发脉冲为间隔60°的双窄脉冲，还增加了锁相环电路，从而大大地提高了可靠性。设置了完善的保护电路，对装置的过流、过压、缺相、停电等进行保护。

4.7 启动电路及操作过程

频敏电阻R_f和真空开关1KM，2KM，3KM组成启动电路。启动过程如下：

1）合上电机进线高压断路器的隔离开关（图2中没有画出）后，1KM吸合，使转子电路通过频敏电阻R_f接通，完成了启动前的准备工作；

2）按启动按纽，断路器闭合，电机启动，当电机转速达到一定值时，2KM吸合，短接R_f使电机转速进一步提高，并达到全速运行状态；

3）全速转调速状态需按调速按纽，真空开关3KM吸合，1KM延时断开，2KM仍保持吸合，此时，运行人员可以观察设备上的转速表，调节速度调节旋纽，得到所需要的转速；

4）若需要停车或者转全速运行，只需再按停车或者全速按纽，控制电路会自动按程序完成操作指令。

4.8 调速装置的结构、工艺设计

1）外形该装置由六个机柜组成，外形正视图见图4。控制面板安装在控制柜的门上，它上面装有转速表和各种操作按纽。斩波柜、逆变柜的门上也装有电流、电压表。

图4 调 速 装 置 正 视 图

图 中 ：1—频 敏 柜2—启 动 柜3—整 流 柜4—斩 波 柜5—逆 变 柜6—控 制 柜

2）内部结构图5是调速装置的前、后视图。4只频敏电阻器由型钢牢固连接在一起，固定在基础上（因为它启动时振动很大）。真空开关安装在启动柜中，下面是滤波电感L₁。关断电容C₁装在整流柜中间，上面是由ABS标准功率单元组成并配置冷却风机的整流桥组。关断桥和斩波器安置在斩波柜上部，中间有电感L₃，下面有辅助冷却系统。逆变桥装在逆变柜上部，它下面是3KM开关，再下面是熔断器F，最下面是电感L₂。控制柜中主要安装二次继电电路元件，主控制板就装在透明的密封盒内，这样可以防止干扰并保护其免受腐蚀和损坏。缓冲电容C₂放在最下面。6个机柜采用高档的组合机箱，它们用螺栓连成一个整体，再固定在地基上。从而确保了整个装置的稳定可靠。所有连接铜母排都作镀锡处理并且可靠固定，尽量减少接触电阻，并使外形美观。

(a) 正 视 图 (b) 后 视 图

图 5 调 速 装 置 结 构 布 置 图

图 中 ： 1－ 频 敏 电 阻 器 组 2－ 真 空 开 关 （ 1KM， 2KM） 3－ 关 断 电 容C₁ 4－ 风 机

5－ 整 流 桥 组 件 6－ 关 断 桥 和 斩 波 器 组 件 7－ 逆 变 桥 组 件 8－ 真 空 开 关 （ 3KM）

9－ 主 控 制 板 盒 10－ 继 电 器 板 11－ 机 箱 12－ 电 容C₂ 13－ 熔 断 器 （ F）

14－ 电 感L₂ 15－ 辅 助 冷 却 系 统 16－ 电 感L₃ 17－ 电 感L₁ 18－ 铜 母 排 组

4.9 装置现场运行情况

该装置1999年投入运行，表1是现场测试的运行参数。这套装置是目前内反馈调速系统中最大的一套，在国内调转差率的调速系统中也是屈指可数的。现场调试过程中，发现和处理了一些有价值的问题，为今后改进设计积累了宝贵经验。

表1 2000kW内反馈调速装置现场测试参数

内反馈调速装置由于它新颖的构思和科学的原理，逐步为人们所认识,大有取代传统串级调速之势。概括起来有以下几大特点。

1）效率提高

与传统串级调速相比，内反馈调速不需要逆变变压器，自然就减少损耗，提高了效率。

2）结构筒单

它没有逆变变压器，内反馈电机只是在定子槽中嵌入调节绕组，电机尺寸改变不大。这就使系统结构大为筒化。

3）谐波减少

斩波型调速装置定子电流畸变率5％，而传统串级调速的反馈电流畸变率高达30％。由于采用了固定的小超前角，大大提高了功率因数，降低了高次谐波影响。另外，反馈电流没有直接输入定子绕组，也增加了对谐波的隔离作用。

4）价格低廉

内反馈调速的结构和控制方式都较为筒单，没有逆变变压器，因此成本大为减少（一