内反馈斩波调速装置介绍

概述内反馈高频斩波调速装置的使用杭州余杭水务有限公司是集供排水、营业销售、管线安装于一体的综合性中型供水企业，承担着为杭州市余杭区875平方公里范围的供水重任，目前公司供水区域内总供水规模为85万立方米/日，作为余杭水务有限公司下属运河分公司，供水制水能力到现在的12万吨/日，供水范围为临平城区、运河街道、余杭经济开发区，为了适应现代化水司的建设，公司把确保安全供水和提高产品质量、对外服务质量作为中心工作来抓，确立了“科学管理，确保优质供水，诚信服务，力求顾客满意”的服务质量目标。

1 内反馈斩波调速装置介绍现在主要采用的是SSC-F5000系列高压内馈式高频斩波调速装置与相应的YRCT系列高压内反馈调速三相异步电动机配套组成调速系统，这种系统对拖动水泵、风机类负载使用具有良好的效果，能够实现平滑无级调速，是一种高效节能产品，对于不同的情况，能够使节电率达到20%～50%。

该系统将电机转子电压经整流变为直流电压，当斩波器导通时转子电流被斩波器短路，形成轴功率；当斩波器开路时，转子直流电流经有源逆变器反馈到电机反馈绕组，形成转差功率，通过改变斩波器的占空比，从而调节轴功率和转差功率的比例，即能改变电机转速。

内反馈电机是在原绕线式电机的定子上增加了一个反馈绕组，从而去掉了庞大的反馈变压器，提高了系统效率，它具有高效、良好的调速性能，与普通的绕线机具有互换性。

2 内反馈斩波调速装置工作原理2.1 基本工作原理高频斩波部分是一个BOOST升压电路，在斩波电路稳定工作时，对于某一个占空比D，输入电压Ui与输出电压UC之间，有方程式：Ui=UC（1-D）（1）转子电势为SE20，在转子整流电路电压平衡时，忽略二极管压降，暂不考虑整流电路的换相重叠压降，有方程式：KuvSE20=Ui+IdR （2）式中：Kuv——转子电路整流系数S——转差率E20——转子电路开路电压Id——整流电流R——等效的转子整流电路及斩波电路总电阻2.2 内馈式高频斩波调速装置在内反馈电机的转子电路中，通过斩波器高频PWM调制调节大功率电子开关的开通和关断时间的比率，改变串入转子回路的等效电势的大小，从而改变转子电流来调节转速，并通过变流器和反馈绕组将转差功率回馈到电网，达到高效调速节能的目的。

内反馈斩波调速装置介绍一．概述内反馈斩波调速方案如图（2）所示。

见图（2），内反馈斩波调速装置是由整流器，斩波器，和有源逆变器组成的。

此外，装置内还有软启动电路和旁路开关（图中未画出）。

我公司生产的SN6100系列内反馈斩波调速装置中整流器、斩波器、逆变器均采用模块结构，而且斩波器和逆变器都采用IGBT元件。

下面对调速原理作简单分析。

见图2，转子电流经整流器整流后变换成脉动直流电流后再经过限流电抗器L送到斩波器，斩波器是由IGBT元件和二极管，电容器等组成的，其中IGBT作周期性导通和关断动作，如图（1）所示，在t1期间，IGBT关断。

当IGBT导通时，电动机转子电流被IGBT经由限流电抗器L短路(电抗器串联在整流器的输出端)，其回路电流随时间上升，此时电机的转速也趋向于上升。

当IGBT关断时，储藏在电抗器中的能量使IGBT两端的电压升高并经过二极管使电容器充电。

由于斩波器后边的阻抗较大，所以转子电流将随时间下降，此时电机的转速也趋向于下降。

电容器上的能量加到由6只IGBT组成的有源逆变器，将电流重新变换成交流电并经过LC滤波器滤波后反馈到电动机定子的附加绕组。

当IGBT不断地导通和关断时，转子电流平均值为I CP1，由此确定了电动机的转速为N1。

当改变IGBT的关断时间为t2时，转子电流的平均值达到I CP2，电动机的对应转速为N2。

将IGBT导通时间与导通关断周期时间的比用K来表示，并称K为占空比，可见当改变斩波器的占空比K时，可以改变通过斩波器回路的电流大小，从而改变了电动机的转速。

如果斩波器IGBT持续导通，则转子电流达到最大值（其大小决定于负载转矩的大小），电机转速为最高；如果斩波器IGBT 持续关断，转子电流被整流后全部加到逆变器并反馈到电动机附加绕组，这时电动机将具有最低的转速（最低的转速数值由转子绕组电压，反馈电压以及逆变器的逆变角等数据确定）；这种方法，一方面当改变斩波器输出电压时，改变了电动机的转速，另一方面，通过逆变器将电动机的转差能量反馈到电动机的反馈绕组，从而提高了机组的效率。

矿用直流斩波调速器介绍由于焦煤集团现阶段多采用斩波调速电机车，故下面针对这种调速方式再作一个专门介绍。

一、简介矿用直流斩波调速器适用于窄轨工矿电机车的直流电机实现启动、调速的配套产品。

本产品在过去可控硅脉冲调速基础上改进、发展而来，斩波器功率管采用比可控硅元件性能更好的进口IGBT绝缘栅双极型大功率晶体管元件，它是世界上最优秀的电力电子功率开关元器件，具有性能佳、开关频率高、驱动功率小、开断可靠、容量大、性能稳定等优点。

因此，采用IGBT斩波调速方案的机车具有无级调速、启动平稳、启动力矩大、保护功能全等特点。

新型的IGBT模块内部都设有过电流限制电路，能很好的保护机车电机和相关电器。

斩波调速机车能在波动大的直流电网正常运行，输入电压允许在+20%至-30%的范围内波动；矿用架线式机车调速器还具有电制动的挡位。

可以在很大程度上减少使用机车手制动的次数，使闸瓦片的磨损降低，减少维修量。

传统的电阻调速是通过改变启动电阻的阻值来调节电机电压，调速过程中启动电阻会大量发热损耗大量电能；而IGBT斩波调速是通过改变IGBT导通和关断时间的比值调节电机平均电压，调速过程中能量损耗极小。

所以在同等工况下斩波调速机车比电阻调速机车节能30%以上。

二、斩波调速器的组成：该调速器分蓄电池机车用调速器和架线式机车用调速器。

蓄电池机车用调速器由外壳、司机控制器、斩波主机组成，斩波主机包括控制驱动盒、光电给定器、IGBT模块（采用进口元器件）、DC/DC辅助开关电源模块、滤波电容共五部分。

架线式机车用调速器由司机控制器、斩波主机箱、平波电抗器及制动电阻器四大部分组成。

每台我公司出产的斩波调速器都印有“韶力牌”标志，谨防假冒产品。

IGBT是由场效应晶体管与大功率晶体管相结合的全控功率开关元件，其开关频率高，驱动功率小，当栅极施加+15V时，器件即导通，施加0或-15V时，器件即关断。

控制驱动盒为斩波调速器的核心部分，由波形发生器、脉宽调制器、给定跟随器、过流放大器、脉冲渐宽电路组成，实现欠压保护、过压保护及IGBT的驱动等功能。

高压电机使用内反馈高频斩波调速装置节能应用探讨发表时间：2018-01-10T13:05:31.963Z 来源：《电力设备》2017年第27期作者：范钦勇贾燕[导读] 高压电机能耗占到厂用电率的80%左右，因此如何降低高压电机能耗成为发电企业的重要任务，各种节能调速装置也随之而来，本文主要针对内反馈高频斩波调速装置的节能工作原理及节能效果进行探讨。

（河南省鹤壁市淇滨区金山工业区热电厂 458000）一、概述随着发电企业单机容量的不断增加，高压电机功率也随之提高，高压电机能耗占到厂用电率的80%左右，因此如何降低高压电机能耗成为发电企业的重要任务，各种节能调速装置也随之而来，本文主要针对内反馈高频斩波调速装置的节能工作原理及节能效果进行探讨。

二、节能工作原理1 内馈电机高频斩波调速系统工作原理1）设备组成：内馈电机高频斩波调速系统由线绕式内馈调速电机及调速装置组成。

内馈调速电机与普通线绕电机相比，除有定子绕组及转子绕组外，在定子槽内，增添了一个反馈绕组，取代串级调速装置中的外馈变压器。

内馈电机高频斩波调速装置由转子整流器、高频斩波器、晶闸管相控逆变器及DSP控制器组成。

2）内反馈调速原理与变频调速相比，内反馈调速系统接于电机转子回路，工作电压低，运行稳定可靠，且在低速下仍能保持较高的功率因数，效率较高；与传统调速方法相比，内反馈调速系统在调速时不用改变电机接线即可实现平稳调速，不需额外增加开关，改善开关运行工况，对高压电机具有重要意义；内反馈调速系统利用逆变回路将转子剩余能量反馈回电源系统，不消耗电能，效率高，节能效果显著。

3）主要性能：4）内反馈装置的操作：（1）启动电机的操作和过程电机启动前，水电阻极板应该停在上限位（即屏幕上的0＃位），在内反馈装置触摸屏上看到合闸备好指示后，按下触摸屏红色“合闸按钮”，合闸继电器KA4发出5秒闭合信号，高压断路器实现合闸，待装置收到高压断路器合闸完毕信号后，绿色合闸已完毕指示灯点亮，电机转子串入水电阻启动。

斩波调速器
斩波调速器产品介绍：
斩波调速器适用于防爆特殊型蓄电池电机车，控制机车前进、后退、启动、调速、运行及制动。

斩波调速器产品特点：
1.起动平稳，无冲击，对电机和机械的损耗小；
2 .起动力矩大，牵引力相对增大；
3.在调速状态下，斩波调速比电阻调速节能，每充完一次电后能延长使用时间30%，即可节电30%以上。

相对来说，可提高蓄电池的使用寿命，节约成本35%；
4.斩波调速司控内无孤通断，无触头损耗，电气机械故障少；
5.斩波调速设有过流、过压和欠压等多重保护，能减少电气设备故障率；
6.采用模块化设计、霍尔速度给定器，操作性能好，线性好，稳定性好，结构简单，维修方便；
7.在不改变司机的操作习惯下，司机操作舒适，降低劳动强度，对机车的安全性能大有提高；
8.照明用灯采用LED模块，使用寿命长，节能，内置有白灯和红灯，白灯作照明，红灯警示。

斩波调速器产品参数：
额定输出功率：2*7.5kw、2*15kw、2*22kw
额定输入电压：96V、140V、192V
额定输出电流：156A、215A、255A
额定输出电压：68V、99V、136V。