高压电机转子变频与高压变频的技术性能对比
高压变频器基本知识
• 电解电容的容量比低压变频器要大，因为单元为 单相输出，全靠电解电容来进行无功电流的交换， 而低压变频则是三相输出，无功可以相互抵消。 设计时一般按1A=90UF计算。
• 3． 变压器柜
• 主要为移相干式变压器。给功率单元的工作提 供独立的三相输入电压，功率单元之间及变压器 二次绕组之间相互绝缘。二次绕组为多个相互绝 缘的绕组，全采用星形绕法，绕组分成三个相位 组相位差为10°，形成了36脉冲整流电路结构。 可以不加任何谐波滤波器就能满足总输入电流谐 波小于5%的要求。输出采用载波移相脉宽调制技 术，总输出电压谐波小于5%。输入输出谐波均能 满足国家标准GB/T14549—93的要求，噪音低， 温升低，不会引起电机的转矩脉动，对电机没有 特殊要求。
• 2.3高-高型变频器
• 我们所用的变频器结构即为高-高型变频器， 下面介绍一下基本原理
• 三．风光高压变频器的原理及结构
• 我们公司高压变频器分为6KV系列和 10KV系列，3KV系列的也有。高压变频器 的拖动对象鼠笼式三相异步电机，负载多 为风机，水泵类，节能效果比较明显。
• 我们高压变频器采用高-高型模式，每相 采用低压功率单元串接组成,由一个多绕组 的移相隔离变压器供电，通过高速微处理 器来实现对变频器控制。
• 4． 旁路柜
• 也就是所说的开关柜，主要是实现工/变频 转换。目的是当变频器发生故障时，可以 将电机切换到工频运行，不影响生产。
• 对于一拖一的旁路柜主回路图如下：
• 所用主要器件（一拖一为例） • 机械闭锁：1个 JSXN(G)-3 • 高压隔离开关： 3个 GN19-10/400-12.5 • 真空接触器： 2个 JCZ5-7.2(12)/ A• 中间继电器：若干 MA406A-44 • 限流电阻：RXHG-60Ω-3KW 1个
高压电机转子变频与高压变频的技术性能对比
1高压电机转子变频与高压变频的技术性能对比1.1内（外）反馈斩波调速（转子变频）示意图1.1.1外反馈斩波调速示意图1.1.2内反馈斩波调速示意图1.2定子变频示意图1.2.1定子变频整体示意图1.2.2定子变频多功率单元串联示意图单元A1单元B1单元C16000V电动机输入三相交流电源（任意电压）单元A2单元C2单元B2单元A3单元C3单元B3单元A4单元C4单元B4单元A5单元C5单元B5移相二次线圈移相变压器功率单元1.3内反馈斩波调速装置与高压变频的技术性能对比表序号项目名称内反馈斩波调速（转子变频）高压（定子）变频1 应用范围只能用于绕线式电机并且是平方转矩的风机水泵负载，不能用于鼠笼式电机，一般也不能用于恒转矩类的负载，能够使用的范围很窄，这一点远不能和高压变频相比较。
（1）内反馈斩波调速装置的宣传力度远不如高压变频，行业的整体生产规模远不如高压变频。
特别是低压变频应用十分成熟，更使得所有工程技术人员都了解变频器，但了解内反馈斩波调速装置的比较少。
（2）正因为内反馈斩波调速装置的应用面窄，和高压变频的比较不能在所有电机负载领域范围里比较，必须在内反馈调速装置可以使用的专业领域里比较。
（3）在使用绕线式电机并且是平方转矩的风机水泵负载的专业应用领域内，内反馈调速装置有十分明显的优势，有着高压变频不可比拟的应用优势。
主要体现为更加安全可靠、安装环境要求低、节能率比高压变频高3%以上、价格低20%左右。
所有电机2 核心器件IGBTIGBT器件是先进的电力电子器件，优点控制简单、工作频率高，缺点是过流过压能力弱，目前成熟使用的最大的是3300V/800A和1700V/800A。
目前全部IGBT都是国际大公司生产，国内不但没有生产能力，而且还不能可靠的检测其性能。
IGBT3 电压等级转子侧1KV对大功率电机，转子电流较大，单个IGBT的耐压足够，采用多个IGBT并联方案，技术难度低。
定子侧10KV/6KV单个IGBT的耐压远不足以用于10KV/6KV场合，所以采用移相变压器多组抽头、然后多个低压变频器串联方案，用96个逆变管并用串联方式，明显设备复杂,可靠性较低。
高压变频器的调速方式与技术特征
高压变频器的调速方式与技术特征高压变频器的调速方式主要有以下几种：1液力耦合器方式。
即在电机和负载之间串入一个液力耦合装置，通过液面的高低调节电机和负载之间耦合力的大小，实现负载的速度调节；2串级调速。
串级调速必需采用绕线式异步电动机，将转子绕组的一局部能量通过整流、逆变再送回到电网，这样相当于调节了转子的内阻，从而改变了电动机的滑差；由于转子的电压和电网的电压一般不相等，所以向电网逆变需要一台变压器，为了节省这台变压器，现在国内市场应用中普遍采用内馈电机的形式，即在定子上再做一个三相的辅助绕组，专门接受转子的反馈能量，辅助绕组也参与做功，这样主绕组从电网吸收的能量就会减少，达到调速节能的目的3高低方式。
由于当时高压变频技术没有解决，就采用一台变压器，先把电网电压降低，然后采用一台低压的变频器实现变频；对于电机，则有两种办法，一种办法是采用低压电机；另一种办法，则是继续采用原来的高压电机，需要在变频器和电机之间增加一台升压变压器。
上述三种方式，发展到目前都是比拟幼稚的技术。
液力耦合器和串级调速的调速精度都比较差，调速范围较小，维护工作量大，液力耦合器的效率相比变频调速还有一定的差异，所以这两项技术竞争力已经不强了至于高低方式，能够达到比拟好的调速效果，但是相比真正的高压变频器，还有如下缺点：效率低，谐波大，对电机的要求比拟严格，功率较大时(500KW以上)可靠性较低。
高低方式的主要优势在于成本较低。
虽然有人提出了其他不同的高压变频器解决方案，但大都不具有明显的可行性，或者说不具有将上述三种主流变频器结构取而代之的潜力。
随着高压变频器成本的进一步降低，中等功率市场，高低型变频器将会退出竞争，而只关注于较小功率的场所。
对于单元串联多电平型变频器，主要缺点是变流环节复杂，功率元器件数目多，体积略大一些，但是其他方式不能解决国内应用的需要，高压器件应用的可靠性还不是太高的情况下，其竞争优势在最近的一段时期内，可能还是无法替代的三电平型变频器由于输出电压不高的问题，主要的应用范围应该是一些特种领域，如轧钢机、轮船驱动、机车牵引、提升机等等，这些领域的电机都是特殊定制的电压可以不是规范电压。
转子变频与定子变频
单元串联高压变频主要由变压器柜、功率柜、旁路 柜及控制柜组成。
单元串联功率单元原理图(机械式旁路)
过 压 欠 失 压 速 过 压 故 障
+ + +
输 入 缺 相
下 行 通 讯
上 行 通 讯
模 块 故 障
R S T
接 触 器 旁 路 故 障
特点如下： 具有较硬的机械特性，稳定性良好； 无转差损耗，效率高； 接线简单、控制方便、价格低； 有级调速，调速范围有限，不能获得平滑调速。 2，定子调压调速 当改变电动机定子电压时，可以得到一组不同的机特 性曲线，从而获得不同转速。
Tem
K 'T U1 2 SR2
应该指出，改变理想空载转速才是调速的关键所在， 至于同步转速改变与否并不重要。在串级调速中，理 想空载转速可调，而同步转速不变，事实证明了理想 空载转速与同步转速没有必然的联系。
3、 转子侧变频调速系统的构成
主要由整流柜、斩波柜、逆变柜、（功率因素）补偿柜、
2
2 2 r2 T
T = CT F m I 2 cos j
CT F m I 2 cos j
2
Ce 2F m
中的电势系数： C = CT = N2 kr 2 p e2
60 换算成每分钟转速，同乘以2p ，有
（16）
m2
2
E2 n0 = C E 2F m
（17）
2p N 2 kr 2 p 60
2 R2 （SX 20） 2
特点：由于电动机转矩与电压平方 成正比，因此最大转矩下降很多， 调速范围小。有转差损耗，效率低
3，绕线电动机转子串电阻调速 sE20 绕线电机串水电阻为转子串电阻改良型。 I 2 优点：设备简单，控制方便。 ( R2 Rf ) 2 (sX 20 ) 2 启动电流为Iq≤1.3Ie 。 缺点：属于低效调速方式，转差功率以发热的方式消耗掉； 为给电解液散热，因此需要大量的循环水； 转速波动大； 水阻箱体一直带电，安全性低； 调速范围有限，一般为20%～30%，但在实际使用中往往因为换热器 功率不够，或者循环水压力等原因，调速范围更低； 在低转速时往往因为水箱温度超过报警温度而停机； 水阻调速因为震动等原因，在使用中容易漏液； 由于长期高温运行，水容易蒸发损失，容易造成干烧，造成转子开路 另外电解液有一定的腐蚀性，在长期高温的情况下，将加速铜极板腐蚀 因而造成水阻调速设备无法使用，故障率也相应较高，维护、保养要求较高 有级调速，机械特性软
高压电机定子变频与转子变频对比
– 16 –现代物业・新建设 2012年第11卷第8期现代建设 Modern Construction0 引言电机拖动系统调速方案的采用主要考虑生产工艺和节能两方面的要求。
以往只重视工艺要求，多采用耗能型工艺生产方式（如阀门、挡板调节流量）或低效的调速技术（如流力耦合器、转子串电阻调速等），节能效率低，造成大量电能浪费，目前国家设计规范已要求采用调速节能技术。
1 高压定子变频变频技术就是要将工频电源经变频装置后使其频率得以改变，再向定子三相绕组供电，从而达到改变同步转速的目的。
如图1所示，变频装置要装于供电电源和电机定子绕组之间。
图1 变频器实现三相交流电源频率的调整和改变，都是采用电力电子变流技术。
如图1所示，三相工频交流电源接入变频装置，半导体电力电子整流器将其整流成为直流（交流变直流），然后再经半导体电力电子逆变器，将直流逆变为三相交流(直流变交流)，而在直流逆变交流的过程中，可以施加控制，使逆变得到的三相交流电频率得以改变和控制。
比如，可将50Hz工频改变成为49Hz、48Hz，也可逆变为51Hz甚至更高的频率。
变频器输出改变了频率的三相交流为电机定子供电，从而改变同步转速，同样改变了转子的转速(转子转速随同步转速变化而变化)。
这便是变频调速的原理。
由上述原理可见，变频技术是利用变流技术从电机的定子侧施加控制，是改变电机定子供电电源频率的调速技术。
2 转子变频调速（又称斩波调速）与变频调速技术不同，斩波调速技术改为从电机的转子侧施加控制，其本质是控制转子的电流。
示意图如图2 斩波调速示意图斩波调速是将变流装置接在转子回路，将交流转差功率进行整流，然后逆变成工频（50Hz）回馈到电网或电机内部进行循环利用。
由于变流装置的逆变电路为有源逆变，所以在变流装置中引入了直流附加电势，通过IGBT高频斩波可以改变这一附加电势，使转子绕组中的交流电势随之变化，从而改变转子电流，实现调速。
因此，转子变频的变流装置是一种双向变频装置，一方面将转子转差功率逆变成工频回馈电网，另一方面将直流附加电势转变为与转子频率相同的交流附加电势，达到改变转子电流完成调速的目的。
高压电机使用变频器的优缺点
现在的高压 电机使用变频器种类不断翻新 ， 根据高压 的组成方 频器输入侧 ， 添加 了移相降压功能 ， 可以胜任超过 １ ８ 脉 冲的整流工 法不同 ， 可 以把 高压 电机使用变频器 的种类 分成高低高类型和直接 作 ， 这达 到了国际 电网在谐波方面的最严格标准要求 。 负载状态下 ， 高压类 型 ； 根据 是否存在直 流环节 ， 可 以把高压 电机使用变 频器 的 串联多 电平类型的变频器 电网侧能够产生超过 ９ ５ ％的功率因素。 借 种类 分成交直交类型和交交类型 ； 根据交直交类 型中的滤波环节不 助于输 出侧 的 Ｐ ＷＭ技术 ， 可 以形成很少 的谐波 ， ｄ ｖ ／ ｄ ｔ 数值也较小 ， 同， 可 以把高压 电机使用变频器 的种类分成 电流源类 型和 电压源类 符合异步类 型电机的工作需求 。 进行 串联多电平类 型的变频器输 出 型。下面先讲解高低高类型的高压 电机使用变频器优点 和缺点 。 电压设计工作时 ， 需要参考 工作 实际的负载需 求 ， 解决处理好 １ ０ ｋ Ｖ １高低高类型的高压 电机使用变频器优点和缺 点 电 网或者 ６ ｋ Ｖ电网的调速问题 。借助 于标 准化 的设计思路来 完成 在 高压变频技术还 没有完全成熟 时 ， 变频器使用 的是 低压类型 功率电路设计工作 ， 使以后进行更换 时更加 简便 。器件的采购工作 的变频器 ， 这时高压 电网同电机的接 口实现需要借助 于变压器来 进 在国内就可 以进行 。 串联多 电平类型的变频器 的逆变元件使用的是 行输 出升压 ， 输入降压处理。 低压变频器产生 的电压值很小 ， 电流不 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ 。 这 和相 同类型 的三 电平变频器 比较 ， 会使用更多 的元件数 目， 会无 限制地上升 ，受到 限制 的电流影响 到了低压变频器 容量 的大 但是具备 了更加成熟 的工作技术。这和 Ｉ Ｇ Ｃ Ｔ类型的三电平变频器 小。 输 出变压 器让 整个 系统 的工作效率变低 。加上输出变压器会在 比较 ， 会使用更多 的元件数 目， Ｉ Ｇ Ｃ Ｔ总 的元件数 目比三 电平变频器 低频时降低磁 的耦合力 ， 让低压变频 器启动时带载 的能力 降低 。有 的要少 ， 这是由于辅助 电路方面 的原 因。功率模块 同整流功能 的变 很大 的电网谐波 ， 当使用 ｌ ２ 脉 冲的整流器 时 ， 能够 降低 谐波 ， 但还 压器产 生了很多 的连线 ， 让变压 器没有 良好地和变频 器分离 ， 不能 是不能达 到谐波方 面的标准要求 。借助于输 出变压器来进行 升压 很好地适应有限的空间场合里 。 ５ 结论 时， 同样地 也放大 了变频器形成 的 ｄ ｖ ／ ｄ ｔ ， 为此 ， 需要加装 ｄ ｖ ／ ｄ ｔ 滤波 器来 满足普通的电机要求 ， 只有这样 ， 才能避免 出现绝缘损坏 、 电晕 高压 电机使 用变频器技术发展 迅速 ，并且 能够在 四象 限 内运 放 电的现象。 行 。受到高压时器件进行 串联产生 的均压影 响、 谐波对电机造成的 ２ 电压源类型的三 电平变频器优点和缺点 影响以及谐 波对 电网造成 的影响 ， 使高压电机使用变频器的应用受 电压 源类 型的三电平变频器借 助于二极管进行整流 ， 依靠 电容 到了一定的限制 。 高压 电机使用变频器的整体性能还受到 电机参数 来储存能量 ， 进行的是 Ｉ Ｇ Ｃ Ｔ逆变。三电平 进行 逆变 的方法 ， 使用二 的影响 ， 没有 良好的通用 性 ， 电流产生 的谐波也 比较多 ， 形 成的损耗 极管 ， 巧妙 地处理 了两个元件进行 串联的 问题 ， 这 比起 原来两个 元 也 比较 大 ， 对环境也造成了污染 ， 共模采用的 电压值 比较高 ， 给电机 件进行直接 串联要 简单很多 。设置输 出电平 ， 让输 出的波形优 于两 本 身的绝缘性能带来影响 。为此还需要我们不断钻研 ， 设计 出更加 个 电平产生 的波形 。 电压源类型 的三 电平变频器也存在着一些 不足 完 善的高压 电机使用变频器。 之处 ： 使用的是高压类型的元件 ｄ ｕ ／ ｄ ｔ 的输 出问题 比较严重 ， 还需借 参考文献 助于输 出滤波器 的支持 。高压器件 的耐压 能力 影响 ， 使变频器最 高 ［ １ ］ 竺伟 ， 陈伯 时 ， 周鹤 良， 等． 单元 串联 式多电平 高压 变频 器的起源、 的电压不会超 过 ４ １ ６ ０ Ｖ。为 了满足 １ ０ ｋ Ｖ 电 网或者 ６ ｋ Ｖ 电 网的要求 现 状 和 展 望『 Ｊ １ ． 电 气传 动 ， ２ ０ ０ ７ （ ６ ） ． 时， 可以对电机进行更 换 ， 为此也会影响到 电网的旁路。 人们对 ６ ｋ Ｖ 【 ２ 】 栾茹 ， 陈志新 ， 张培 华． 变频器输 出对调速 电机影响的仿真［ Ｊ ］ ． 计 算 电机进行 了一种变通 ，把 电机的接法类型 由星 型的转 为了角型的 ， 机仿真 ， ２ ０ ０ ９ （ ４ ） ． 从而得到 ３ ｋ Ｖ的电机电压 ， 这种对 电机的变通方法也存在着不 足之 【 ３ ］ 南永辉 ， 罗仁俊 ， 伍海林． 基 于级联 型 多电平高压变频器的异 步电 处， 就是提 高了 电机换流 产生的损耗情况 ， 一些 电机烧毁 的案例可 机控制策略『 Ｊ １ ． 变流技术与 电力 牵引， ２ ｏ ０ ８ （ ５ ） ． 能就与此相关 。 对于电压源类 型的三电平变频器 ， 大多使用 １ ２ 脉冲 王桂 英 ， 徐岩 ， 徐丽红． 变频 器非 正弦供 电对异 步电机 运行性能 的 的整流方法。 影响『 Ｊ １ ＿ 沈 阳农业大学学报 ， ２ ０ ０ ８ （ ４ ） ． ３ 电流源类型 的高压 电机使用变频器优点和缺点 【 ５ ］ 杨静 波 ， 范永强． 长导线对 变频 器控 制 电机 的影 响及 解决 办法ｆ Ｊ １ ． 这种 电流源类 型的高压 变频 器借 助了可控硅来整流输入侧 ， 使 冶金 自动 化 ， ２ ０ ０ ８ （ １ ） ． 用 的是 电感储存 能量的方式 ，在逆变侧 的开光 控件 选用的是 Ｓ Ｇ Ｃ Ｔ ［ ６ 】 周正权 ， 宁忠培 ， 周辉． 高压 电机轴 电流 引起运行故 障的排 除及原 控件 ， 属于两 电平类型 的老式传统结构。 器件耐压的能力影 响 ， 需要 因分析［ Ｊ ］ ． 大氮肥 ， ２ ０ ０ ９ （ １ ） ． 进行不 同器件 间的串联 。 而多个不 同器件 串联牵涉到 了十分复杂的 工程技术 ， 加上输 出侧 电平数量不 多 ， 会使 电机受 到很 大的 ｄ ｖ ／ ｄ ｔ 问 题， 所以 ， 需要借助 于输 出滤波器 的功能 。 在 电网侧的整流器属于可 选元件 ，使用人员可 以根据 自己工厂 的实 际情 况进 行相关的选择 。 ， 电流 源类 型 的高压 变频器最 大的好处就是在 没有外加 电路 的情况 下， 就能够将惯性 能量返 回电网内。电流源类型的高压变频器也有 些不足之处 ， 例如， 谐波大 ， 谐波也会跟 着工况情况变动而产生变 化， 不方便进行补偿 ； 电网侧功率方面的因数 值也很小 。 ４ 串联 多电平类型 的高压 电机使用变频器优点和缺点 在 功率模块 多电平类 型的变频 器时 ， 通过 串联 方法来进行高压 的输 出 ， 它属于一种 电压源类型 的变频器 。在 串联 多电平类 型的变
高压变频电机技术要求
高压变频电机技术要求一、高压变频电机规格型号、技术参数1、高压变频电机型号：YVF-500-8 <SKF、NSK滚动轴承，自润滑>额定功率：800KW级数：8额定电压：10KV相数：3频率：5-50Hz接线方式：Y额定转速：730r/min绝缘等级：F级绝缘温升：B级冷却方式：IC666安装方式：IMB3防护等级：IP55运行方式： S1加热器：400W/220V〈带独立接线盒〉测温装置：前、后轴承测温采用双支、铠装PT100热电阻<每套轴承配套1只，共2只>输出信号：PT100欧姆信号〈带独立接线盒〉电机定子绕组埋置PT100热电阻<三线制> <每相2支，共6支，PT100热电阻接线点全部引入接线盒>输出信号：PT100欧姆信号〈带独立接线盒〉冷却风机电机380V 安装方式：B5、V1各一台（3）电机前、后轴承各打测振孔：垂直1个（Y方向）、水平1个（X方向），共4个，超过设定值时报警。
从电机轴伸端看主接线盒位置，位于电机右侧；电机旋转方向：双向；安装场所：户外；防腐等级：WF2；润滑方式：滚动轴承、自润滑；惯量要求：满足风机高转动惯量要求；噪音按国家标准考核：噪音、振动： 107分贝；倍，并且引接线具备加强绝缘。
接线柱具备特制绝缘隔板；；电动机本体具备4（8）条高度微调螺栓；电动机本体颜色：75B05海灰色（GSB05-1426-2001）；接地导体在电动机本体左右对称放置，位置合理，并且有足够的螺栓固定，有接地标志；电动机在设计条件下应能满足连续运行2.4万小时不下线，电动机使用寿命不下线20年；适应环境：-25℃～45℃；海拔高度：海拔不超过1000m，风沙雨雪较大的室外。
2、满足运行条件：（1）当电源电压与额定电压的偏差不超过±5%时，电机的输出功率应连续保持为额定值，此时，温升按B级考核。
（2）当电源频率与额定频率的偏差不超过±2%时，电机的输出功率应连续保持为额定值，此时，温升按B级考核。
高压变频、斩波内馈、转子电阻等方案的比较
转子电阻调速是通过平滑地调整转子电阻中两极板间的距离，来改变串入绕线式电机转子回路中的电阻，达到调整电机转速的目的。电阻越大，电机转速越低；电阻为零，电机达到全速。
2.3 缺点
2.3.1 必须更换成专用的绕线式电机。
2.3.2 虽然具有软起动功能，但起动性能不如变频和下面的转子电阻方案。
2.3.3 调速范围小于变频，但对电力行业特点而言也已足够。
2.3.4 虽然在电力系统已大量应用，但没有变频调速名气大，用户比变频调速少。
3 转子电阻调速方案
3.1 原理简介
1.3.3 从已投运的高压变频器看（包括进口产品如ABB），大部分存在着经常跳闸，运行不可靠的问题。
1.3.4 占地面积大，而且对环境要求高，需要清洁的专用房间，而且房间内应有高功率空调设备。
1.3.5 电子元器件如高压晶闸管等易损坏，供货周期长且费用高。技术复杂，不易维护。
1.3.6 现场调试周期长。
8T双端司机室机车
8T电机车多种型号和多种电压等级，并有安全和防爆特殊型两种。8T110V和8T132V电机车为一级传动，属于第一代产品，它具有结构简单、运行可靠的特点。
8T 144V电机车是为解决第一代机车后暸望而设计的产品。具有蓄电池容量大，机车重心低，后暸望好的特点。它结构设计合理，可靠性高，运行可靠。
1.2.4 在电力系统知名度大，已应用较多。
1.3 缺点
1.3.1 高压变频（又称变频控制柜）初其投入费用高（但适用于低压电机的变频器价格性能就很合适）。
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1高压电机转子变频与高压变频的技术性能对比1.1内（外）反馈斩波调速（转子变频）示意图1.1.1外反馈斩波调速示意图
1.1.2内反馈斩波调速示意图
1.2定子变频示意图1.
2.1定子变频整体示意图
1.2.2定子变频多功率单元串联示意图
单元A1
单元B1
单元C1
6000V
电动机
输入三相交流电
源（任意电压）
单元A2
单元C2
单元B2
单元A3
单元C3
单元B3
单元A4
单元C4
单元B4
单元A5
单元C5
单元B5
移相二
次线圈
移相变压器功率单元
1.3内反馈斩波调速装置与高压变频的技术性能对比表
序号项目名称内反馈斩波调速（转子变频）高压（定子）变频
1 应用范围
只能用于绕线式电机并且是平方转矩的风机水泵负载，不能用于鼠
笼式电机，一般也不能用于恒转矩类的负载，能够使用的范围很窄，这
一点远不能和高压变频相比较。
（1）内反馈斩波调速装置的宣传力度远不如高压变频，行业的整体
生产规模远不如高压变频。
特别是低压变频应用十分成熟，更使得所有
工程技术人员都了解变频器，但了解内反馈斩波调速装置的比较少。
（2）正因为内反馈斩波调速装置的应用面窄，和高压变频的比较不
能在所有电机负载领域范围里比较，必须在内反馈调速装置可以使用的
专业领域里比较。
（3）在使用绕线式电机并且是平方转矩的风机水泵负载的专业应用
领域内，内反馈调速装置有十分明显的优势，有着高压变频不可比拟的
应用优势。
主要体现为更加安全可靠、安装环境要求低、节能率比高压
变频高3%以上、价格低20%左右。
所有电机
2 核心器件IGBT
IGBT器件是先进的电力电子器件，优点控制简单、工作频率高，缺
点是过流过压能力弱，目前成熟使用的最大的是3300V/800A和
1700V/800A。
目前全部IGBT都是国际大公司生产，国内不但没有生产
能力，而且还不能可靠的检测其性能。
IGBT
3 电压等级转子侧1KV
对大功率电机，转子电流较大，单个IGBT的耐压足够，采用多个
IGBT并联方案，技术难度低。
定子侧10KV/6KV
单个IGBT的耐压远不足以用于
10KV/6KV场合，所以采用移相变压
器多组抽头、然后多个低压变频器串
联方案，用96个逆变管并用串联方
式，明显设备复杂,可靠性较低。
4 逆变容量通常按电机功率的30%设计逆变电路
对于功率与转速成三次方关系的离心风机水泵类负载，转子侧功率
不到总功率的15%。
通常按电机功率的125%设计。
5 控制方案转子交直交，DSP控制
转子侧先交流整流为直流，然后控制IGBT斩波器，斩波器开通时产
生电机轴功率，斩波器关断时通过逆变器逆变为交流，再回馈到电网或
反馈绕组。
定子交直交，DSP控制
6 控制精度动态1%，静态0.5%
与DCS自动控制的配合容易、可以参加电厂AGC控制
动态1%，静态0.5%
与DCS自动控制的配合容易、可以参
加电厂AGC控制
7 启动方式液阻启动，启动速度快。
可以启动到全速后转调速，也可以启动到目标速度范围附近后直接进调
速。
优点是即使调速设备有故障仍然不影响启动。
软启动。
8 电网要求对电网适应性强，有电网快切功能。
对电网适应性强，有电网快切功能。
9 效率和节能率99%，损耗1% 96%，损耗4%
内反馈斩波调速的逆变容量是按照电机容量的30%设计的，变压器的损耗是变压器容量的2%，所以外反馈变压器的损耗为0.6%，加上电压等级低、总容量小的器件的总损耗在1%以内。
所谓节能，是原有电机系统有浪费的情况下，原来浪费的能量减少了部分就是节能，所以，节能率本质上取决于原有的运行工况，调速节能设备的节能率之比较实际上是设备自身损耗的比较。
事实上对于离心式风机或水泵，只要采用技术手段将电机转速降下来，根据三次方律所消耗的电能量就降下来了，不管是采用高压变频、液力偶合、液阻调速，还是采用转子变频，电机系统所减少的能量是一样的，差别就是节能设备本身的损耗的差别。
高压变频的效率是95%～96%，自身损耗在4%～5%。
而高压转子变频（内反馈斩波调速装置）的效率在99%以上，自身损耗不到1%。
同等工况下，内反馈斩波调速比高压定子变频调速多节能4%左右。
如果一年运行330天，一台2800KW电机就可以多节约88.7万度电！
高压变频的移相变压器容量是按照电机容量的125%设计的，变压器的损耗是变压器容量的2%，所以移相变压器的损耗为2.5%，加上器件的总损耗在4%左右。
10 发热
整体发热量为系统功率的1%。
内馈斩波调速由于电压直接进电
机，电机的调速时，电压维持不变，电流进行调节，由于电机的发热
是由电流引起的，所以电机发热量很低。
定子电压、频率不变，主磁通亦不变，避免了高压变频器调频时需
要调压的问题。
整体发热量为系统功率的4%。
变频调
速在电机调速时，主要采用调频同时
调节电压的方法，在低频时（即电机
低转速时），电机发热，所以现在的设
计多采用特殊设计的变频电机。
11 安装环境由于发热量低，对安装环境要求很低，可以安装在高压室，也可以安
装在低压室。
发热量高，安装环境要求高，特别是
对于水泥厂等环境不适合通过风道直
接对流的方式散热，必须有配有足够
空调的专门变频器房。
12 体积体积小体积大
13 可靠性内反馈斩波调速可靠性优势：
（1）内反馈斩波调速最大的优势是即使装置有故障也不影响生产，
因为故障时可以自动转全速运行，并通过切换维修开关在电机运行的同
时进行检修。
（2）器件电压等级低，不需要IGBT串联。
（3）任何情况下可以通过液阻再启动。
高压变频可靠性的明显缺点：
（1）多个低压变频串联，IGBT器件
数量多，故障机会多。
（2）虽然可以故障转全速运行，但不
能重新启动。
旁路柜启动实际上就是
直接启动，会产生7倍的冲击电流，
对于2800KW的高温风机之类负载根
本无法直接启动。
一旦使用变频电机，
不再可能使用转子侧的液阻启动。
14 调速范围30%～100%
标准设计的调速范围是50%～100%，但根据用户要求也可以设计成
30%～100%，甚至更宽的调速范围。
但由于电机系统的功率与速度的三
次方成正比，当速度降到50%以下时，电机出力很小，速度再低对这一
类负载没有意义。
0～200%
变频器调速范围宽的优点对平方转矩
的风机水泵来说没有意义。
15 谐波符合国家标准
由于定、转子的隔离作用，可以抑制谐波电流对电源的影响。
符合国家标准
16 功率因素调速装置0.9
但随着速度降低，电机系统的功率因素会降低，调速系统可以自带功率
定子侧0.95
实际上负载侧功率因素很低。
因素补偿功能。
17 投资投资低
对相同容量的高压电机进行调速，高压转子变频的价格明显低于高
压定子变频，即使把原有的鼠笼式电机置换成内反馈调速电机或者普通
绕线式电机加外反馈变压器，高压转子变频方案仍然有一定的价格优势。
如果高压定子变频器配套变频电机，则总投资会比高压转子变频配
套内反馈调速电机高不少。
投资高
使用高压变频进行调速时，正确
的做法应当使用变频电机，而不应该
使用原有的普通电机，否则会导致电
机发热、效率下降等问题，使得电机
使用寿命降低。
18 结论转子变频在可以应用的领域里有极大的优势，主要体现为：
（1）可靠性高。
（2）投资省。
（3）安装环境要求低。
（4）效率高，同等工况下节能率高3%以上。
（5）每年需要定期进行更换碳刷等维护，维护费用在1000元以内。
应用面宽，不受电机类型限制。
但安
装环境要求高。