叶正文
摘要：介绍了斩波内馈交流调速的原理、特性，与其他调速方法的比较，以及应用实测分析。
电力资源供求矛盾日益突出，节电已经成为我国经济发展的一项战略国策。我国的风机、泵类耗电量占全国总动力耗电的43％以上，且绝大部分为恒速运行，只能靠调节风门、阀门或开、停数量来适应工况变化，效率只有30%。如果能采用高效率、低投入的交流调速取代风门的调节方法，可以使供电成本大幅降低。风机节电的关键是风机的调速经济运行，由于风机负载特性为平方转矩、功率与转速立方成正比，要达到节能，电机只得向下（降低）调速。
斩波内馈调速是我国首创的新型交流调速技术，特别适用于需要高效节能的高压大中容量交流电机的风机调速。其各项技术指标均达到国际先进水平，是当今世界展现出来的一项新技术。与调速性能最佳的高压变频相比，具有效率高、价格低、谐波含量少、功率因数高等许多优点。
对各种调速设备进行理论计算、节能效果、性价比等的比较分析后，于2004年山东济南钢铁集团总公司烧结厂将熔剂电除尘风机355kW/6kV交流异步电动机改造成斩波内馈调速。
一、斩波内馈调速基本原理
所谓内馈调速是一种将调速电机的部分转子功率（即电转差功率），以电能的形式反馈给电机内部的调节绕组的特殊调速方式。转子反馈给调节绕组的功率越多，轴功率输出就越少，转速就越低；反之，转子反馈给调节绕组的功率越少，轴功率输出的就越多，转速就越高。可见，电转差功率是在转子一调节绕组间循环往复传输的，循环效率为99.8%，不需要经过电源供给，这是内馈调速的独特之处。内馈调速的工作原理如图1所示。
为了获得高性能的调速，内馈调速在电机定子上另外设置了内馈绕组，用来接受电转差功率，有源逆变器使内馈绕组工作在发电状态，通过电磁感应将功率反馈给电机定子，使定子的有功功率基本与机械输出功率相平衡，内馈调速因此而得名。斩波内馈调速是一种以低压（通常约为200—500V）控高压（6—l0kV）的高效率调速技术，突出特征在于“内馈”与“斩波”两项高新技术的有机结合。与变频调速相比，内馈调速采用的是转子控制，因此避开了定子控制的高压问题。两者同属于高效率的电磁功率控制，并无本质区别。
内馈调速电机的安装尺寸与原电机相同，斩波内馈调速装置与调速电机恒速运行装置成并联关系，当调速控制装置出现意外故障时，自动保护装置可以自动将电机切换成恒速运行，不至于造成电机停运，提高了系统的可靠性。
二、斩波内馈调速系统性能特点
斩波内馈调速设备是由内馈调速电机和斩波控制装置组成。斩波控制装置包括启动柜、斩波柜、逆变柜，具有就地控制（启动、停止、调速、全速切换功能）与远方控制（DCS自动控制接口：转速指令信号4~20mA，转速输出信号4~20mA），自动／手动调速控制ID信号。
1、斩波控制技术特点
斩波是变流主电路的强电数字控制技术，以数字控制取代了传统的移相控制，克服移相控制存在的缺点，不仅有效地解决了移相控制的功率因数低、谐波畸变大等问题，同时，有源逆变器的最大容量可减小到电机额定容量的14.8%，而且触发脉冲被固定在最小逆变角处，根本上解决了有源逆变器可靠性问题。
(1)采用斩波—有源逆变器的变流主电路，使系统具有最高的功率因数和最小的电流畸变率。
(2)固定相位的有源逆变器，加上独创的特殊触发，同步电路，使逆变可靠性得到解决，无需相序调整及同步配相，无论何种相序都正确，而且逆变角自动恒定。
(3)采用继电器逻辑操作和控制，微机使运行更加可靠性。
(4)具有完善的各种保护功能，如过流、欠压、过压、失波、缺相、相序、瞬时停电、频敏等各种保护。
(5)自动软加速转至全速功能，使接触器寿命大大延长。
(6)具有调速软启动功能，进人调速电流无冲击。
(7)可提供抗干扰的远方给定和自动恒压闭环控制装置。
(8)具有无机械传感的速度显示。
(9)应用全数字锁相环控制的脉冲电路，具有极强的抗干扰能力和高可靠性。
(10)斩波主电路增加了DCL吸收电路，解决了关断电压过冲的难题，使斩波技术臻于成熟。
2．斩波内馈调速系统技术特点
将内馈电机与斩波控制有机结合起来，就是斩波内馈调速。内馈电机必须有电力电子控制相配合才能实现调速。斩波器的作用相当于按一定的频率、周期性地接通和关断的高速开关。控制斩波的占空比，就可以实现对逆变电流的控制，也就是控制了反馈到内馈绕组的电流和功率，从而实现内馈调速。这种斩波电路巧妙地解决了晶闸管的关断问题，使内馈调速摆脱了移相控制的束缚，形成斩波加内馈的优化组合。
斩波内反馈调速是专门为风机泵类调速而设计的新型交流调速产品，突出技术创新是电机和控制。其典型特点有：
(1)效率高，可达99.87%。
(2)结构简单，占地面积小。
(3)电流波形谐波小，