浅析调速方式在供水系统中的应用（3）

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　　1、原理：目前应用于供水系统的多为可控硅串级调速，可控硅串级调速是指绕线式电动机转子回路中串一可变电势，通过改变电势的大小来改变电动机的转差，达到调速的目的。电动机的转子功率经过可控有源逆变器，变为与电网同频率的交流电能，将转差功率返回电网，因此效率高。其基本原理如下：先将异步电机的转子电压经过三相桥式整流，整成直流（Ud），再在直流侧串入一个与其相反的直流电势（Uβ），Uβ是由可控硅有源逆变器产生，通过改变逆变器的逆变角β来改变Uβ的大小，从而达到调速与节能目的。串级调速电机特别是内反馈串级调速电机及其调速控制装置是一种具有优良的性能价格比的调速节能产品，适合于矿山、冶金、化工、石油、建材等工业部门和水厂、电厂等领域的大中型水泵、风机的调速节能运行，一般1～2年即可通过节电效益回收全部设备投资。对于风机、水泵类负载，由于其转矩与速度的平方成正比，采用升压变换的串级调速装置最大逆变功率只有电机额定功率的15，因此，结合内馈绕线型电机时，整个调速系统具有极高的性价比。另外，与采用电压型逆变器的高压变频器相比，由于串级调速没有功率器件桥臂直通短路的问题，因而整个装置可靠性极高。
　　2、串级调速的优点：
　　1）理论上讲，串级调速控制装置所控制的功率最大为电机额定功率的4/27（14.815），而变频器至少要100的电机额定容量。控制容量的降低，带来了一系列优势，比如：制造成本，技术困难，体积，可靠性，关键技术指标的控制等等。特别是对于大型高压电机，这些优势更为突出。
　　2）在转子侧施加控制，装置承压低。
　　3、串级调速的缺点：
　　1）须使用绕线式电机，用于小型电机时不划算，因此只有一些较大型的供水系统采用。
　　2）可控硅做升压需要附加的强制关断电路，这种调速方式节电效果明显，但强制关断电路可靠性差、开关频率低、升压电感体积与重量大、电动机功率因数降低，产生高次谐波污染电网等缺点。
　　应用实例
　　深圳市自来水(集团)有限公司东湖泵站是一个原水泵站。由北京市政工程设计研究院设计，于1992年初开工，1993年底完工试运行，1994年5月正式运行。泵房安装有6台卧式离