[实用新型]无速度传感器的中压电动机转差率控制数字智能调速装置

说明书

技术领域

本实用新型公开一种无速度传感器的中压电动机转差率控制数字智能调速装置，是一种供中压普通绕线异步电动机或内馈式绕线异步电动机使用的转子转差率控制数字智能调速装置，属于中压(3千伏，6千伏，10千伏)大容量电动机调速领域。

背景技术

节能减排优化环境是实现我国国民经济持续稳定发展的重要任务，是目前社会的主旋律。推广用电量最大的中压电动机调速节能是节能降排的重大举措之一。随着全民节能意识的增强，性能优良、安全可靠、价格较低的中压交流电动机调速节能产品的需求量在迅速增加。目前，中压交流电动机高效调速装置主要有两种：中压变频调速与串级调速。

中压变频调速是在中压交流电动机的定子侧施加中压变频器电源，改变定子侧电压和频率来调节电动机转速。中压变频器容量通常为交流电动机容量的1.2～1.3倍。变换电压高(6千伏，10千伏)，需要多功率单元串联，电源侧还需要一台多副绕组的大容量移相变压器(容量为电动机容量的1.4～1.5倍)给各个功率单元供电。因此，系统结构复杂，装置体积庞大，总体造价高。对于现场工艺要求电动机不能停车的使用场合，还必须增加旁路设备，在中压变频器出现故障时，将电动机与中压变频器断开，再将电动机直接接入中压电网(6千伏，10千伏)，直接起动电动机到全速，启动电流很大，电动机加速很快，不仅对电网冲击大，生产工艺上也难于应对这种突加局面(如关风门)，致使生产受到影响。在中压变频器修复后，还必须先将电动机从电网上断开，在电动机停车过程中，与中压变频器接通，变频器必须试探性的测定电动机停车过程中的速度，给出与该速度相适应的频率与电压，如果配合不好，会造成大电流冲击，甚至高压开关分闸使电动机停车，这样会给生产带来巨大损失。

串级调速是一种古老的调速方式，由于功率因数太差，外馈变压器体积大，逆变电路在突发停电时出现颠覆，致使设备故障，因此很难推广。但这种调速方式，是在电动机转子电路中控制转差率调速，转子电路电压低(一般在1000伏左右)，避开了高压引起的麻烦；在调速范围不高时(风机水泵要求的调速范围都小)，装置容量通常只有电动机容量的60％～70％左右；主电路简单，只有不控整流器、平波电抗器、晶闸管逆变器、外馈变压器，因此造价低；又能实现无级调速。所以人们一直在探索改进这种调速方式。早在上世纪80年代，出现内馈绕线电动机，取消了外馈变压器，减少了设备。90年代，又出现了斩波串级调速。使用斩波(用晶闸管构成斩波电路)，将较低的转子整流电压(其值随转差率在变)升高到最大的固定直流逆变电压，使晶闸管逆变器的功率因数有一定提高(0.866)，但系统总体功率因数在电动机高速运行时仍低于电动机本身功率因数，随着转速降低，功率因数仍降到较低值(0.4～0.5)。晶闸管斩波电路工作频率低(600周)，线路复杂工作不可靠。采用晶闸管逆变器，电流谐波也较大。同样存在着突发停电致使逆变颠覆问题。由于采用斩波，原来采用整流桥电压当作实际速度构建速度闭环的方法，因为误差太大不能再使用，所以，有些产品采用开环控制斩波占空比调速，调速性能自然很差；有些产品采用外加简易脉冲测速的方法构建速度闭环，不仅安装麻烦，运行中还常出现脉冲丢失造成速度失控问题。这些问题影响了斩波串调装置的进一步推广应用。

发明内容

本实用新型采用当前先进的电力电子器件与数字控制技术相结合的技术手段，解决了现有技术中上述串级调速装置存在的问题，公开一种无速度传感器的中压电动机转差率控制数字智能调速装置，它是一种无速度传感器测速、主电路构成简单、数字化程度高、安全可靠、操作方便、性能优良、功能完善、功率因数高、人机界面友好、可实现远程控制与管理的数字智能调速装置。