交直流调速系统比较

一、直流调速方案：

1、直流电机及控制系统的优缺点：

◇调速性能好、调速范围广，易于平滑调节

◇起动、制动转矩大，易于快速起动、停车

◇过载能力强、能承受较频繁的冲击负荷

◇线路简单、控制方便、

◇电控系统总体造价（包括直流电机及其配套的直流调速装置）相对较低，设计、制造、调试周期短

◇国内外控制方案成熟、工程应用广泛

虽然直流传动有以上诸多优点，但仍有不足之处，主要表现在：

◆由于采用相控整流技术，在晶闸管换向时会产生谐波，污染电网，须对谐波进行治理

◆在低速启动时，因为晶闸管导通角α，导致功率因数较低，无功分量较大，须对功率因数进行补偿

◆与同容量、转速的交流电机相比，直流电机的造价高、体积大、重量重、转动惯量大

◆日常维护量大，须定期检查、更换炭刷，整流子表面保养

◆由于换向的限制，在结构发展上欲制造大容量、高电压及高转速的直流电机工艺上比较困难。现阶段直流电机单机容量最大只能达到11000kw左右，电压也只能做到1200V左右，这样一些大容量的不得不做成双电机、三电机甚至四电机结构，直接影响了直流电机的广泛应用，发展交流变频势在必行

3、直流调速方案所需的配套设备：

1）谐波治理：

由于直流调速控制原理采用的是相控整流技术，避免不了对电网产生谐波污染，高次谐波不仅对电网质量造成影响。最直接的表现可能使变压器、电缆、电动机发热、破坏绝缘，更有甚者可能会影响电气设备的使用寿命，造成不安全隐患。

2）功率因数补偿设备：

因直流电机在低速启动时，要求的晶闸管导通角α较大，导致功率因数较低（cosα），无功分量较大，须对功率因数进行补偿，否则当

地供电部门将进行罚款！

2）变压器：

为了解决直流电机在咬钢时的负荷冲击、及其自身控制方面的要求，相对应的变压器容量要求是电动机容量的1.5-1.6倍进行选定（较交流变频方案大20-30%左右），造成此部分投资的增加。

另外直流电机的日常维护量较大，需定期对电机清扫、更换碳刷，运行、维护和人工成本较高。

二、交流调速方案：

1、交流变频电机及控制系统的优缺点：

同时随着自动控制理论的发展，特别是矢量控制技术在工程上的成熟应用，为改善交流传动系统的性能提供了一种新的、有效的控制方法，采用矢量控制的交流调速装置，其控制性能可与晶闸管直流调速系统相媲美。

优点：

◇交流电机结构简单，便于日常维护

◇交流电机坚固耐用、重量轻、GD2小，需要动态响应高的场合（精密、高速控制）时优势显著

◇调速的动态性能好，经济可靠

◇功率因数高、谐波小；电机效率高、节能效果好（相比直流综合节电率在15-25%）

虽然交流调速传动有优点，但它也存在以下不足之处有待提高：

◆线路复杂，控制难度大

◆交流变频调速装置初期投入成本略高