用电力电子技术改造交流传动

    用电力电子技术改造交流传动，首先是在风机、水泵和压缩机上开始的，那里的电能浪费实在是惊人。采用变频调速或调压调速后，不但节约了电能，而且实现了软起动，特别是变频调速，既减小了起动电流，又增大了起动转矩。而IGBT变频器可以将笼型电动机的起动转矩提升到最大值，就像绕线转子电动机转子回路中串电阻一样。这种全数字式通用变频器具有很强的控制能力，即使不用测速反馈，也可以使笼型电动机具有较硬的机械特性和快速正反转能力，因此适应性很强，可以满足绝大部分生产机械的要求。

   400kW以上的高压笼型电动机，既可以用晶闸管交-直-交电流型变频器供电，适用于四象限运行的调速机械，也可以用IGBT交-直-交电压型变频器供电，高压可达10kV，容量可达4000kW。

    绕线转子异步电动机转子回路串电阻，既可以简单调速，又可以将起动转矩提升到最大值，起动电流也比较小，在冶金行业中应用最广，特别是中小型钢铁厂，几乎到处可见。绕线转子异步电动机的转子电压比较低，采用串级或双馈调速不会遇到高压问题，这是有利条件。串级调速方案比较多，在国内都有定型的产品可供选用，它的特点是将转差功率经整流和逆变再返回到电网中去，而不是消耗掉，提高了效率。但串级调速没有制动能力，这在很多情况下是不适合的。另外电刷和集电环虽然不像机械换向器那样难于维护和检修，但从现代技术无接点化的要求看，也是需要努力加以淘汰的。串级调速不能去掉原有的起动设备，所以电流大、接点多、维修工作量大，离现代化还有一段距离。双馈的特点是具有制动能力，而且电动机的转速还可以调到高于同步转速。用交-交变频器去构成双馈已有成熟产品应用在首钢带钢厂的连轧机上，取得明显的成就。这是一种成熟技术，用它来改造中小型轧机和连轧机是有利的，因为从投资和技术含量看都是比较容易接受的。当然双馈也有缺点，那就是摆脱不掉电刷集电环和起动设备，因而维护检修还是困难的。

   400kW以下的绕线转子异步电动机，完全可以和笼型电动机一样，用通用IGBT变频器去加以改造。通用变频器是20世纪90年代的先进产品，完全数字控制，和计算机管理相适应，价格也比较合理。将绕线转子异步电动机的转子短路，去掉电刷和起动器，转子内阻较小，是一种高效的笼型异步电动机。

    大型同步电动机的起动和牵人一直是很困难的，更应当用电力电子技术去加以改造，这就是同步电动机的软起动（所谓软起动就是让起动笼型电动机总是以小于临界转差的转速进行起动，既减小了起动电流，又增大了起动转矩），很多工厂引进了这种设备，效果很好。

    国外把风机、水泵和压缩机的改造主要放在无换向器电动机上，这就是用GTO晶闸管、IGBT对同步电动机进行变频调速，这里需要解决的主要技术问题也是高压电动机和IGBT串联问题。