绕线式电机现代化节能驱动控制

1绕线式电机特点

2传统绕线式电机电控柜主要缺失

3 绕线式电机待解决电气问题

4 各种启动装置启动特性比较

5 瘦斯达替代传统电控柜

6 瘦斯达主要效益

7 传统变频器的缺失

1.绕线式电机特点

传统采用绕线式电机采用转子电压控制技术调整电机转速、提高启动转矩、电机软起停、降低启动电流，广泛的应用在景区缆车、冶金牵引机、水泥球磨机与罗茨风机、矿坑升降机、破碎机、各类压延机械、钻机、天车、起重机、牵引机、提升机、惯性负载驱动等负载。

由于必须从转子引出三相电势来控制导致电机滑环碳刷故障率高，转子电阻器（水电阻）体积极大温升高成本高，环境污染严重，控制效率很差；绕线式电机设备自动化层次低，运行效率低、故障率高导致维修及停机频繁加上绕线式电机半密闭结构不耐粉尘潮湿环境、可靠性低，维护费用高，电机故障率较高，调速电阻发热量大且污染环境，属于亟待技术改造的电机设备。

2.传统绕线式电机电控柜主要缺失

瘦斯达交流驱动器替代传统电控柜的效益：

降低30%电气总投资费用，每月节约25%电费，电控柜缩小80%体积。

高压单元串联变频器采用串联叠加性原理，高压10KV经过移相变压器降压改变相序及电压等级，再经过功率单元变频调速，最后串联起来输出为10KV电压等级。

高压变频器缺失：

1.移相变压器的损耗最低10%，全部驱动运行损耗达到25%左右。

2.低压变频器本身运行时会增加电网变压器的谐波损耗2-5%。

3.高压变频器PWM高频开关导致电机发烫运行损耗提高10%左右。

4.高压变频器本身的损耗约2-4%。

5.电网谐波污染无法忍受；谐波污染影响到二次变电所，大功率影响到一次变电所。

6.如果需要谐波治理等于再购买一台高压变频器，那么运行损耗再加倍计算。

7.高压变频器投资金额极高，加上故障率极高，回收时间遥遥无期。

8.高压变频器的PWM波形带来严重的无线电干扰（EMI）问题。

9.风机水泵设备一般不允许调速，调速以后所有运行参数均改变（压力、流量平方下降），调速后负载设备运行效率急剧恶化。

10.高压变频器的电子元器件太多，损耗大，发热量高，导致产品故障率极高。

通过以上分析后就知道单元串联高压变频器不适合做风机、水泵、压缩机节能改造，这是所有已经使用高压单元串联变频器节能改造验证的共同结果。

3.绕线式电机待解决电气问题

1.降低电气总投资成本，也就是降低电控柜、动力线等相关费用。

2.电机启动时无启动冲击电流，应该允许多次启动不会影响到电网及驱动电机。

3.电机驱动设备必须能够带载启动，启动特性必须优越。

4.有效降低电网启动容量，最好没有启动冲击电流。

5.降低流动电费；允许多次启停方式提高电机能源利用率。

6.解决大马拉小车问题，减免无功补偿设备。

7.解决低效、高污染的传统老旧转子控制技术。

8.提高产品可靠性的问题。

9.可免除再投资购买各种电气辅助设备（没有环境污染问题）。

10.能够智能自动化节能驱动控制，通过压力、流量反馈信号闭环控制。

11.具备现代化人机界面控制，各种通讯接口或触摸屏人机界面。

4.各种启动装置启动特性比较

绕线式电机替代产品

瘦斯达节能型交流驱动器-G恒转矩输出特性，替代传统绕线式电机转子控制器可直接技术改造（电机不需要更换，直接短路转子花环即可），不再使用转子控制器，改由瘦斯达从一次电源控制启动，具有绕线式电机的启动特性，效率高，没有环境污染问题，可靠性高，还可以节能驱动控制（参考下图）。

5.瘦斯达替代传统电控柜

瘦斯达交流驱动器替代传统绕线式电控柜的效益：

降低20%投资费用，电控柜可缩小80%体积。

矿井提升机技术改造

传统矿井提升机采用绕线式电机驱动控制，由于绕线式电机许多问题应用效果不佳，故障率高，速度不均匀稳定，环境污染问题严重，能耗较大，检修频繁，提升机软启停控制是是矿井的主要技术改造项目。

瘦斯达节能型交流驱动器具有良好的带载启动特性及二段速度控制，能够低速运行及高速运行，而且高速时可以旁路，驱动电机可以是绕线式电机（转子短路即可）或鼠笼式异步电机，是最理想的矿井提升机驱动控制设备。

瘦斯达节能型交流驱动器在满负载工况时只需额定电流就可轻松平稳带载启动，没有冲击电流，不会影响到电网、电机及电网供电系统与传动系统的安全。

矿井提升机选用瘦斯达节能型交流驱动器驱动绕线式电机具有优越的启动特性。

6.替代的主要效益

1.电气投资总成本下降20%左右，包括电网容量下降，动力线及开关设备等。

2.只需要鼠笼式三相异步电机，可替代绕线式电机，得到更好的启动特性。

3.电控柜体积可缩小80%以上。

4.电网容量下调，无功补偿及基本电费同时下调。

5.接触器采用半导体过零开关控制，没有火花拉弧现象。

6.可利用多次启动方式（无启动冲击电流）节能控制-流动电费下降20%左右。

7.不必再投资购买节能改造、技术改造、无功补偿、污染防治设备。

8.交交变频转矩控制技术，额定转矩负载时启动电流只需额定电流。

9.高效率启动，旁路运行可靠性高。

10.免除全部传统绕线式电机的转子控制设备，不再有污染问题发生。

11.具有远程监控功能，局网、总线、RS-485，MODBUS-RTU，PROFIBUS-DP

12.全方位电机保护功能，电机不再烧毁。

7.使用传统交直交变频器的缺失

传统电压型变频器采用交直交技术造成电网谐波电流污染严重，又是采用高频载波PWM技术，带来了极大的无线电干扰（EMI）与PWM污染问题，导致驱动电机损耗提高10%左右，电腐蚀现象严重，线圈承受3倍的突波电压，电机驱动线集肤效应严重。

低压电压型变频器驱动系统的损耗超过15%以上，高压多电平控制技术因为使用移相变压器导致效率再降低10%以上，因此传统高压变频器体积大、价格高、器件多、故障率高、运行效率低的特点。

传统电压型变频器的环境污染问题严重，治理需要投资高于变频器的价格，而且无法全部有效抑制，治理设备的损耗更大。因此完全失去了节能驱动的价值。