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1 引言
随着电力工的迅速成长和电力系统商化运营及竞价上网的实施，发电企挖掘内部潜力，节能降耗日显重要。发电企辅机设置装备摆设容余度较年夜是一个普遍问题。另外，电力供给饱和，发机电组的调峰使命慢慢加年夜。是以，推行辅机机电调速节能势在必行。机电调速不仅可以节能降耗，还可以免调峰时机电的频仍启停，下降机电故障率及延长机电使用年限，给企带来庞大的经济效益。
山东聊城热电有限公司(原聊城发电厂)是个在全国电力行采用斩波内馈交流调速的企，继1997年在#2炉乙送风机(300kW/4P-6kV)产物成功运行以后，前后在其它辅机上采用斩波内馈调速，经太长时间的实践运行，产物靠得住性及性能获得检验，收到了显著的节能(35-52%)效果和经济效益。斩波内馈调速在我厂的辅机运用如表1所示。
表1 斩波内馈调速运用情况一览表 (6kV)
2 斩波内馈交流调速系统组成
2.1 调速控制装配组成;
(1) 调速控制装配型号为KRH-2;
(2) 起动柜、斩波柜、逆变柜
(3) 具有就地控制:启动、遏制、调速、全速切换功能;具有远方控制;
(4) DCS自动控制接口，转速指令旌旗灯号4-20mA，转速输出旌旗灯号4-20mA，自动/手动，调速控制ID旌旗灯号。
2.2 斩波内馈调速机电
内馈调速机电的安装尺寸与原机电不异，并与斩波控制装配成为并联关系，当调速控制装配意外故障时，自动庇护装配可以自动将机电切换成恒速运行，不至于造成机电停运，提高了系统的靠得住性。
3 斩波内馈调速系统基来源根基理
斩波内馈调速是一种以低压(凡是约为200-500V)控高压(6KV-10KV)的高效率调速技术，突出特征在于“内馈”与“斩波”两项高新技术的有机连系。
3.1 内馈调速及其功率控制原理
凭据机电学的理论，机电的转速与机械功率及电磁转矩成以下关系:
(1)
式中:Ω为机械转速
PM为机械功率
T为电磁转矩
又，凭据能守恒，有
(2)
是以
(3)
其中:Pem为电磁功率，p2为转子消耗。
公式(2)讲明，机电转速可以经由过程电磁功率或消耗功率两种控制获得调理。电磁功率控制改变的是理想空载转速，调速是高效率的;消耗功率控制增年夜转速降，调速是低效率的。所有调速方式都回属于功率控制原理之中。这一原理即是内馈调速发现人屈维谦率先提出的"机电调速的功率控制理论"(即P理论)。
由于电磁转矩在调速稳态时，取决于负载转矩的年夜小，当负载转矩一经为客观的工况所肯定以后，电磁转矩就随之被决议了，是以，电磁转矩不仅与调速控制无关，而且不能随意改变。动态转矩对转速的作用只浮现在调速的过渡进程中，转矩的变化是功率控制和转速响应滞后的成效，在一定的功率控建造用下，动态转矩随转速响应自动减小，直至新的负载平衡时为零。是以，机电转速只能经由过程功率控制来实现。
内馈调速是基于转子的高效率电磁功率控制调速，经由过程将转子的部门功率(即电转差功率)移出来，使转子的净电磁功率发生改变，因而凭据P理论，机电转速就响应获得控制。为了获得高性能的调速，增强机电调速的内因，内馈调速在机电定子上另外设置了内馈绕组，用来接受电转差功率，有源逆变器使内馈绕组工作在发电状态，经由过程电磁感应将功率反馈给机电定子。使定子的有功功率基本与机械输出功率相平衡，内馈调速是以而得名。与变频调速相比，斩波内馈调速只是控制对象分歧，两者遵循的是统一原理，是以其实不存在本的区分。
图1 斩波内馈功率圆图及系统图
3.2 斩波的作用与意义
斩波器的作用相当于按一定的频率、周期性地接通和关断的高速开关。控制斩波的占空比，就能够实现对逆变电流的控制，也就是控制了反馈到内部内馈绕组的电流和功率，从而实现内馈调速。其意义在于:
(1) 使有源逆变器的功率因数可以高达0.9，且恒定不变。
(2) 逆变电流的谐波有用值可以下降到移相控制的15%左右。 使内馈机电的定子电流畸变小于5%。
(3) 有源逆变器的额定容仅为机电容的14.8%， 加上触发简单，使靠得住性年夜为提高。
(4) 附加电源容亦为机电容的14.8%，对于内馈调速机电，可年夜年夜减小内馈绕组所占的铁心空间，简化工艺，下降成本。
4 斩波内馈调速系统的控制及运行方式
由于系统调速范围及运行特征的需要，设置了频敏变阻器启动和调速遏制方式。
(1) 启动时，直接控制高压开关柜，机电经频敏启动，可以减小启动电流并增年夜启动转矩。
(2) 调速运行时，直流回路存在较年夜的电磁能，若是直接停电，将发生过电压使可控硅损坏。所以调速停车时，设置的逻辑控制会自动转到全速后再停车。事故停电有断电和过压庇护，避免了装备的损坏。
(3) 该调速装备可以在不停机的情况下自检。即装备可在全速运行状态时，可以用低电压小电流模拟调速运行，这样可在不影响运行的情况下检测斩波器和逆变器是否正常，给检修带来极年夜的利便。
(4)在集控室实现远方操作。该方式与本机操作不异，且加倍利便;
(5) DCS控制方式。远方操作指令在给定4-20mA控制旌旗灯号下实现稳定、平滑调速，并在泛起断线故障时能够连结原来给定转速，同时发出断线报警旌旗灯号。
5 系统靠得住性
产物的靠得住性一般指产物接连无故障运行时间和抑制故障自动庇护能力。主要决议于
(1) 原理和设计靠得住性;
(2) 产物器件的靠得住性;
(3) 产物工艺的靠得住性。
5.1 设计原理靠得住性
这长短常重要的，出格是调速控制主电路，避免了电力电子器件的串并联，实现低压控制高压;控制主电路力图简单，可控电力电子器件尽少，年夜水平地保证产物靠得住性。
采用斩波技术使有源逆变器的控制脉冲不再移动，而是锁定在小逆变角，是以，可以接纳诸如锁相环等抗强干扰电路，使有源逆变器的触发脉冲很是靠得住，基本解决了有源逆变器靠得住性的一年夜技术难题。
5.2 故障兼容能力
任何控制装备都不成能有的完全靠得住，提高系统靠得住性的关头在于提高系统的故障兼容能力。
斩波内馈调速装配与调速机电恒速运行装配成为并联关系，当调速控制装配意外故障时，自动庇护装配可以自动将电念头切换成恒速运行，不至于造成电念头停运，此时，电念头只是不能调速而已，可将故障影响缩小到小限度。
精心设计的DCS接口，全数字电路，具有256位的数模转换，突加给定缓冲，输进短线不影响调速运行等功能。系统由调速转全速，不是回到起动状态然后再转进全速，而是自动在当前转速根蒂根基上平滑加速，待到转速接近额定值时，自动转进全速运行。避免了转换冲击。
5.3 电子器件
YQT型斩波内馈调速产物的主要电力电子器件晶闸管选用了进口产物;主要电器产物采用真空接触器和进口继电器;电子器件采用PLC 可编程逻辑控制器进行法式控制，年夜限度减小继电器数目，产物靠得住性获得提高。全数集成电路芯片均采用进口器件。
5.4 工艺方面
完善地电力电子器件的检测装备;完善的生产工艺和用举措措施;切确合理的结构结构等等，
都使得斩波内馈调速产物的靠得住性对比高压变频调速和串级调速都有较年夜的势。
6 运用情况
以下为山东聊城热电有限责任公司#3轮回泵机电及#3炉风机改造后的测试数据如表2所示。
6.1 3#乙轮回泵机电
(1) 机电技术参数
原机电:
铭牌:Y1250-12/1730 电压:6kV 额定电流:153A
功率:1250kW 额定转速:495rpm
改后机电:
铭牌:YQT1250-12/1730 电压:6kV 额定电流:148A
功率:1250kW 额定转速:495-320rpm
表2 #3炉风机改造后的测试数据
2000年12月在机组满负荷运行，轮回泵运行实验原始数据如表2所示。
(2) 实验成效的分析:
轮回泵运行转速为380转/分时，消耗的功率为491.08kw;轮回泵运行转速为460转分时，消耗的功率为833.355KW;轮回泵低转速时，一小时少耗电342.27KW，即机组满负荷情况下，机电转速下降17%，但耗电下降了41%。若机电按每一年运行5000小时计较，可勤俭约171万千瓦时。按每度电0.3计较，可勤俭资金约51万元。该轮回泵机电改造费用为112万元，是以，投资在2年多即可收受接管。若斟酌机组的调峰，节电效果将会更较着，投资收受接管期进一步缩短。
6.2 3#炉风机
2001年5月，山东聊城热电有限责任公司对#3机组(100MW)甲乙引送四台风机中的乙送风机、乙引风机进行了内馈改造，现就乙引送风机实验成效如表2所示
(1) 机电参数:
乙引风机机电:YQT2710-8 710kW 电压6kV
乙送风机机电:YQT2630-6 630kW 电压6kV
表2 乙引送风机实验成效
由两台风机的实验数据可以看出，风机在低速时，节能效果很是较着。出格是乙送风机在机组低负荷时，经由过程合理的调整档板，可以使功率消耗下降约70%;由于我厂只改造了乙送风机和乙吸风机，甲送风机和甲吸风机为定速机电，甲送风机乙送风机共用一风道，需经由过程合理的调整档板来调整压力平衡，若甲送风机及乙送风机同时进行调速改造，在机组低负荷时风挡板开度(93%)以上，乙送风机还有很年夜节能潜力待挖掘。
7 竣事语
斩波内馈调速在我厂顺遂投进生产以来，运行一直较为稳定靠得住，节能效果在35%-52%，实践证实，该系统与高压变频调速相比，不仅价格低廉，而且调速效率高，装备结构简单，投资收受接管期短。确实不失为一种较好的调速方式，具有很强的实用性和经济性。斩波内馈调速将是高压变频调速的强有力的竞争对手。
参考文献
[1] 屈维谦,聂海亮. 斩波内馈调速及其功率控制原理[J]. 变频器,2003,7(5):19-22.
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