摘 要：斬波內饋調速技術作為我國首創，具有獨立自主知識產權的高新技術，已被廣泛使用。設備在水泵節能上的應用，節能效果顯著，達到了技術上先進、生產上適用、經濟上合理的目的。本文介紹了產品原理和應用實測分析。
關鍵詞： 斬波內饋 調速 功率控制 效率
序 言
動力耗電是供水行業的主要成本，通常可達總成本的40-50%。造成動力耗電成本居高不下的原因是水泵電機不能按工況變化的需求自行調節，如果能采用高效率、低投入的交流調速取代閥門或運行臺數的調節方法，可以使供電成本大幅降低，同時，還可以使管網壓力保持穩定。
斬波內饋調速是我國首創的新型交流調速技術，與高壓變頻調速相比，具有效率高，價格低，諧波含量少，功率因數高等許多優點。沈陽水業有限公司砂山四水廠經過對各種調速設備進行理論計算、節能效果、性價比等多方面的比較分析， 2000年底在砂山2#機組調速節能改造工程上，選用了斬波內饋調速設備。經過近三年的實踐，收到了明顯的節能效果，而且運行可靠。
1斬波內饋調速的原理及特點
1. 1功率控制調速原理
深入的理論分析表明，電機調速的實質在于控制電機的機械功率，轉速則隨機械功率正比變化。功率控制的方法有兩種：一種是電磁功率控制，即控制電機的主電功率，它所改變的是電機的理想空載轉速，調速機械特性為平行曲線，調速性質是高效節能型，典型調速有變頻調壓，斬波內饋，串級，雙饋等；另一種是損耗功率控制，即增大電機的損耗，它所改變的是電機的轉速降，調速特性為匯交的下垂曲線，調速性質為低效率耗能型。典型調速有轉子串電阻，滑差離合器，恒頻調壓等。
交流調速的性能主要取決于調速的原理，而不取決于調速的具體方式。相同原理下的不同方式，調速性能基本是一致的，例如，變頻調速與斬波內饋調速在效率、機械特性等方面幾乎沒有區別。
斬波內饋調速系統是基于異步電動機轉子的電磁功率控制調速，由于轉子和內饋繞組都是低壓的，因此控制裝置回避了變頻調速定子控制的電源高壓問題。通常，調速控制裝置的實際工作電壓在200—400V之間，克服了電力電子器件耐壓條件對高壓異步電動機調速發展的限制，提高了電力電子器件在應用中的可靠性。
1.2內饋調速原理
內饋調速是根據功率控制調速理論創建的新型交流調速系統，通過將轉子的部分功率（即電轉差功率）移出來，以電能的形式反饋給電機定子上安裝的內饋繞組，來實現的功率控制。轉子反饋給內饋繞組的功率越多，電動機的機械功率越少，轉速就越低；反之，轉子反饋給內饋繞組的功率越少，電動機的機械功率越多，轉速就越高。內饋調速的工作原理如圖1所示。
與變頻調速相比，內饋調速采用的是轉子控制，因此避開了定子控制的高壓問題。兩者同屬于高效率的電磁功率控制，并無本質區別。
內饋調速的上述技術原理決定了其以下特點
高壓電機，低壓控制。
成本、價格低低，投資回收期短。
可靠性高。
內饋電機必須有電力電子控制相配合才能實現調速，斬波技術是最佳的控制方式。實際上，斬波是強電的數字控制技術，與傳統的改變移相角的控制技術相比，斬波具有功率因數高、諧波分量小、可靠性高等一系列優點，是公認的電力電子先進技術。將內饋電機與斬波控制有機結合起來，就是斬波內饋調速，其特點
有源逆變器的功率因數可以高達0.9，且恒定不變。
逆變電流的諧波有效值可以降低到移相控制的15%左右。 使內反饋電機的定子電流畸變小于4%。
有源逆變器的額定容量僅為電機容量的14.8%， 容量小，觸發簡單，使可靠性大為提高。
附加電源容量亦為電機容量的14.8%，對于內饋調速電機，可大大減小內饋繞組所占的鐵心空間，簡化工藝，降低成本。
2 斬波內饋調速設備的應用
2.1設備構成
斬波內饋調速設備是由YQT內饋調速電機和ZNK-01斬波控制裝置組成。
斬波內饋調速裝置與調速電機恒速運行裝置成為并聯關系，當調速控制裝置意外故障時，自動保護裝置可以自動將電動機切換成恒速運行，不至于造成電動機停運。此時電動機只是不能調速而已，可將故障影響縮小到最小限度。
2.2錫林熱電廠改造情況
錫林熱電廠位于內蒙古錫林郭勒盟錫林浩特市，隸屬于內蒙古能源發電投資有限公司，由于地域和歷史原因，以錫林浩特為中心的錫林電網于2003年并入內蒙古蒙西電網，結束了錫林電網五十年孤立運行的歷史。該項目對內蒙古西起阿拉善， 東至呼倫貝爾的220kV主網架起重要的電源支撐點作用。錫林電廠一期建設2X300兆瓦空冷機組，具有環保節能、電網調頻、調峰特點，是典型的環保節能坑口電站，機組投產后向全市供熱。2007年內蒙古錫林浩特熱電廠四套SAVER轉子變頻調速系統投入使用，經內蒙古能源投資有限公司錫林熱電廠組織有關專家，對設備運行及節能效果進行測試，數據如下：
電機參數：YRKKNT500-4/900kW/6kV/870-1488r/min
調速裝置：SAVER-B-1000
節能分析
3 測試結論
SAVER轉子變頻調速系統在內蒙古錫林浩特熱電廠順利投入生產以來，運行一直較為穩定可靠，節能效果非常明顯。實踐證明，該系統調速效率高，設備機構簡單，投資回收期短。確實不失為一種較好的調速方法。
