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疑难解答
1、在实际运行系统中,水系统(或烟风系统)是否需要水泵(或风机)的扬程(或压头)基本保持恒定?如果需要,如何在电动机调速时使水泵或风机所属系统的扬程或压头基本保持恒定?
答:生产中的实质需求是水泵和风机输送的介质流量,扬程是为了产生相应的流量服务的,如果生产需求的流量发生变化,无论采用何种方法,只要达到流量变化的目的即可,在这一点上,不必苛求扬程恒定。需要说明的是,某些设备对压力下限有一定的要求,称为"有背压"系统,水泵扬程不得低于背压,否则流量为零,仿佛是门槛,必须迈过此高度,才能前进。对于此种情况,应该注意调速时扬程随转速的平方率变化,不要让转速过低,防止扬程低于背压。具体可参?quot;泵与风机"一书。
2、某工程设计时引风机机械轴功率685KW、选用1000kW高压电动机,锅炉基本处于额定工况下,引风机马达运行电流达112A(额定电流115A),请问您是如何理解这一现象的?产生的根本原因是什么?
答:应该用功率表实测一下电动机功率,如果确实,应该考虑:
●原设计计算有误。
● 风机的管路阻力变大。
●风机的空气温度过低,介质容重(比重)增大。
3、斩波内馈调速是否属于恒功率调速?是否存在超同步调速工况?
答:斩波内馈调速是属于恒转矩调速,而非恒功率调速。恒转矩是指调速时电动机的输出转矩能力不会降低,并非输出的转矩不变,这是电动机向低调速时,最为理想的调速性能,不。不能企望低速时能够恒功率。恒功率是指调速时电动机的输出功率能力不会降低,只表现在超同步调速,此时,受恒功率特性的约束,电动机的输出转矩能力减小,不能拖动额定负载。
关于超同步,只要使内馈绕组不是吸收转子的电磁功率,而是供出电磁功率,内馈电动机就可以工作在超同步的状态,可以实现,只是很少需要,没有应用。
4、斩波内馈调速主要技术性能中的功率恒定如何理解?
答:请具体指出是在什么文件中有此说法,再做解释。
5、斩波内馈调速的节能效率达75%-85%,如何进行统计、计算?
答:节能取决于设备工况变化和调速效率,工况变化越大,节能才能越高。另外,由于调速也要付出损耗代价,当然越小越好。计算可以按实际测量法:
节能=(节流法所耗功率-调速法所耗功率)/节流法所耗功率。
6、电动机的设计与选型中在负载功率的基础上增加15%的裕度,这是基于何种考虑?电动机与其配套机械的设计机械轴功率直接匹配不是更能体现电气或机械设备额定工况效率最高的优势吗?
答:是基于安全考虑。主机的设计选型尽管是按照最大工况考虑,但也只是人的主观思考,实践的变化往往超出设计考虑,为了应对工况意外增大而对电动机造成危害,通常要在额定条件下增大一定裕度。另外,裕度增大仅仅是增加了一些无功激磁损耗,不会明显降低效率。
7、 关于与DCS接口问题
●开关量信号 当本机置于远方控制状态时,可以通过输入接口接受由DCS提供的运行状态转换(起动、停车、调速、全速)信号。DCS输出的转换信号可以为10~20mA持续时间不小于0.5S的电流信号,也可以为动合型触点信号。对于后者,信号电源为直流24V,并由本机提供。前者的信号电源电压要求小于220V,由DCS系统提供。
●模拟量信号 本机可以接受DCS的调速给定信号,标准为4~20mA,转速按给定信号正比线性变化。
本机可以为DCS提供4~20mA的与转速成正比的速度信号,精度为1.5级,该信号主要作为速度显示之用。
内馈调速的问题答复
1、简述交流调速的几种方式和原理
交流调速共计有两种调速原理:一是电磁功率控制,是高效率、节能型调速;二是损耗功率控制,是低效率、耗能型调速。所有的调速方法都包含于两种调速原理之中,调速的性能服从原理。
电磁功率控制可以分为定子和转子两种类型,区别仅仅是控制对象不同,性能是一致的。
调压、变频调速是定子控制的典型代表,内馈调速则是转子控制的典型代表,两种调速方法的主要技术性能是完全一致的。
转子串电阻调速是损耗功率控制,与内馈调速有本质的区别。不仅效率高低有别,而且机械特性也明显不同。
定子单纯调压调速也是损耗功率控制,而且输出转矩也减小,是性能最差的调速方法。
液力耦合器是机械型的损耗功率控制,损耗大,效率低。
2. 内馈调速原理
内馈调速是以转子为对象的电磁功率控制调速,与转子串电阻有本质区别。

如图所示,内馈调速是通过在转子回路串联附加电动势方法,将转子的部分电磁功率转移出去,于是转子转化的机械功率减小,转速随转移功率的多少而产生相反的变化。
与串级调速不同,转移出去的电功率不是反馈电网,而是反馈到电动机内部的内馈绕组,避免了这部分功率的无谓循环和损耗,同时去掉了附加的变压器。
3. 内馈调速的优点,调速范围,功率因数情况如何?
优点可以总结为:
1) 高压电机,低压控制。避免了高压引起的技术和经济麻烦。
2) 额定功率,部分控制。调速控制装置的功率可以小于电动机的额定功率,既降低成本,又提高了可靠性。
3) 电磁隔离,抑制谐波。不用附加任何滤波装置,避免谐波引起的电网污染,干扰其他电气设备。
调速范围:可以做到从零开始,直至额定转速。只是扩大调速范围使控制成本增大,可靠性也略有降低(转子电压高了)。对于风机水泵节能应用没有必要扩大范围,40%--50%范围已经足够,最大节能可以达到75%。
功率因数:采用斩波技术的内馈调速功率因数可以达到0.85,而且恒定不变,如果要求再提高,可以采用"内补偿"技术,功率因数可以提高到0.92
。在调速过程中,斩波控制的内馈调速电动机无功电流不变,内补偿后无功电流可以减小,最佳补偿可以使其减小40%。‘
4. 内馈异步机与普通异步机区别?
除了定子上特殊安装了"内馈绕组"以外,内馈电动机和普通绕线机完全相同,包括安装尺寸、中心高、外形。接线方面内馈异步机比普通机多出一个低压三相接线盒。
价格上,内馈异步机大约是普通机的1.25_1.35倍。比变频异步机略低。
5. 滑环电刷的安装与影响?
滑环、电刷以及转子的接线安装在电动机的尾部,对定子接线没有影响。应该注意的是,电动机垂直安装时,必须在顶部空间留出裕量,避免检修和安装不便。对于用户提及的苏州电动机,可根据具体情况采取措施,避免产生不良影响。通常是没有妨碍的。
6. 斩波控制的主要器件情况
斩波控制最重要的器件莫过于大功率半导体,千万要注意,不要听信商务炒做,迷信IGBT器件,否则必吃大亏。实践和理论都证明,电力电子器件中,最可靠的是晶闸管,其过流能力为:15倍额定电流,时间10ms。而IGBT的过流能力仅仅为1.5倍,时间10微妙。论述详见附件。
如果在2000--3000KW电动机上采用斩波控制,目前唯一可以产品化的器件就是快速晶闸管。其单管容量可以达到:3000A/4500V,过流15倍/10毫秒。过压2倍。预计,该参数不仅满足用户设备要求,还留有2倍左右的裕度。
7. 内馈电机对电容补偿有无影响?
内馈电动机由于有电磁隔离,对控制产生的谐波起到明显的抑制作用,同时又有异步机绕组分布、短距的消谐波作用,定子的谐波电流不足5%,波形几乎完全正弦形,因此对电容补偿没有任何不利影响。对电网上其他设备也没有不良影响。以上结论都已经为实践所证实。
8. 内馈调速对自动控制和监测有无要求?
内馈电动机和斩波控制经过十几年的不断完善,现已经具有各种接口满足各种外部控制需求。只要自动控制和监测是标准、规范的,不用增加任何其他附加设施。
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