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高压电机简介

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  • 发布时间:2015/8/31 16:53:01
  • 作者:hb_yinhe

  高压电机是指额定电压在1000V以上电动机.常使用用的是6000V和10000V电压,由于国外的电网不同,也有3300V和6600V的电压等级。

  高压电机优点是功率大,承受冲击能力强,但是缺点也很明显,惯性大,启动和制动都困难,所以在使用高压电机时需要注意。

高压电机的用途

  高压电动机可用于驱动各种不同机械之用。如压缩机、水泵、破碎机、切削机床、运输机械及其它设备,供矿山、机械工业、石油化工工业、发电机等各种工业中作原动机用。 也可用于传动鼓风机、磨煤机、轧钢机、卷扬机的电动机用, 由于电压高,电流冲击大,电机制造必须满足过电压的要求,绝缘等级要求较高。

高压电机调速技术简介

  从现在市场情况看,高压电机调速技术可分为: 液力耦合器、高低高型变频器、高低型变频器 、串级调速变频器、电流源型直接高压变频器、电压源型三电平变频器、 功率模块串联多电平变频器等。

01液力耦合器

  在电机轴和负载轴之间加入叶轮,调节叶轮之间液体(一般为油)的压力,达到调节负载转速的目的。这种调速方法实质上是转差功率消耗型的做法,其主要缺点是随着转速下降效率越来越低、需要断开电机与负载进行安装、维护工作量大,过一段时间就需要对轴封、轴承等部件进行更换,现场一般较脏,显得设备档次低,属淘汰技术。

02高低高型变频器

  变频器为低压变频器,采用输入降压变压器和输出升压变压器实现与高压电网和电机的接口,这是当时高压变频技术未成熟时的一种过渡技术。由于低压变频器电压低,电流却不可能无限制的上升,限制了这种变频器的容量。由于输出变压器的存在,使系统的效率降低,占地面积增大;另外,输出变压器在低频时磁耦合能力减弱,使变频器在启动时带载能力减弱。对电网的谐波大。

03高低型变频器

  变频器为低压变频器,输入侧采用变压器将高压变为低压,将高压电机换掉,采用特殊的低压电机,电机的电压水平多种多样,没有统一标准。 这种做法由于采用低压变频器,容量也比较小,对电网侧的谐波较大,可以采用12脉冲整流减少谐波。

04串级调速变频器

  将异步电机部分转子能量回馈至电网,从而改变转子滑差实现调速,这种调速方式的调速范围一般在70%-95%左右,调速范围窄。可控硅技术容易造成对电网的谐波污染;随着转速的降低,电网侧功率因数也变低,需要采取措施补偿。其优点是变频部分容量较小,比其他高压交流变频调速技术成本稍低。

05电流源型直接高压变频器

  这种变频器,输入侧采用可控硅进行整流,采用电感储能,逆变侧用SGCT作为开关元件,为传统的两电平结构。这种变频器的主要优点是不需要外加电路就可以将负载的惯性能量回馈到电网。 电流源型变频器的主要缺点是电网侧功率因数低,谐波大,而且随着工况的变化而变,不好补偿。

06电压源型三电平变频器

  这种变频器采用二极管整流,电容储能,IGBT或IGCT逆变。三电平的逆变形式,采用二极管钳位的方式,解决了两个器件串联的难题,技术上比两个器件简单直接串联容易,同时,增加了一个输出电平,使输出波形比两电平好。

  这种变频器的主要问题是:由于采用高压器件,输出侧的dv/dt仍旧比较严重,需要采用输出滤波器。由于受到器件耐压水平的限制,最高电压只能做到4160V,

07功率模块串联多电平变频器

  这种变频器采用低压变频器串联的方式实现高压,是电压源型变频器。它的输入侧采用移相降压型变压器,实现18脉冲以上的整流方式,满足国际上对电网谐波的最严格的要求。在带负载时,电网侧功率因数可达到95%以上。在输出侧采用多级PWM技术,dv/dt小,谐波少,满足普通异步电机的需要。可根据负载的需要设计变频器的输出电压,是解决6KV、10KV电机调速的较好办法。功率电路采用标准模块化设计,更换简单,所用器件在国内采购也比较容易。

  这种变频器采用低压IGBT作为逆变元件,与采用高压IGBT的三电平变频器相比,功率元件数目较多,但技术上较成熟。与采用高压IGCT的三电平变频器相比,功率元件数目较多,但总元件数目却较少,因为IGCT需要非常复杂的辅助关断电路。 由于整流变压器与功率模块的连线较多,因此变压器不能与变频器分开放置,在空间有限的场合不是很灵活。

高压电机启动方式简介

  高压电机启动方式包括直接启动、串联电抗器启动、自藕变压器降压启动、热变电阻软启动、磁控软启动、变频软启动等

01直接启动

  直接启动就是在全电压条件下直接启动电机。如果电网条件允许, 可以采用直接启动。但在实际生产过程中往往由于电网容量有限, 很少采用直接启动。由于采用直接启动时, 启动电流大, 使电压下降幅度较大, 对于供电系统有较大的冲击, 如果压降超过一定值, 有可能导致上级变电所跳闸。故在实际运行中很少采用这种直接启动方法。

02串联电抗器启动

  串联电抗器启动就是在电机启动的时候串入电抗器, 以限制和降低电机启动时的启动电流及电网压降, 当电机运行稳定且电流达到一定值时, 切除电抗器变为电机直接启动模式。由于启动过程中电机端的电压也下降, 容易导致启动转矩不够, 在启动过程中还会出现一个二次冲击的过程。

03自耦变压器启动

  自耦变压器启动是指电动机启动时利用自耦变压器来降低加在电动机定子绕组上的启动电压。待电动机启动后,再使电动机与自耦变压器脱离,从而在全压下正常运行。优点是可以按容许的启动电流和所需的启动转矩来选择自耦变压器副边的不同抽头实现降压启动,而且不论电动机定子绕组采用星形接法或三角形接法都可以使用。缺点是设备的体积较大,因而成本较贵。

04变电阻软启动

  变电阻软启动包括热变电阻启动和液阻启动,主要通过在回路中串入可变的液态电阻来分担部分压降。随着启动时间的推移, 可变电阻上的压降减少, 最终使高压电机顺利启动。变电阻启动方式在启动过程中的启动特性较好, 但不适宜频繁启动。

05磁控式软启动

  磁控式软启动是利用磁放大器原理制造的串联在电源和电动机之间的三相饱和电抗器,启动时通过数字控制板调节磁放大器控制绕组的激磁电流,改变饱和电抗器的电抗值调节启动电压降,实现电动机软启动。

06变频软启动

  变频软启动就是利用可控硅元件的通断作用先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源, 然后再把直流电源递变转换成频率、电压均可控制的交流电源, 供给电机, 来达到平稳启动的目的。现在, 矩阵交交变频也在发展中。变频软启动与其他启动方式相比具有很大的优越性, 随着技术的发展, 是最具有发展前景的高压电机启动方式。