序號

主要結(jié)構(gòu)與性能

方案1：用SCR制作的內(nèi)反饋斬波調(diào)速

方案2：用IGBT制作的內(nèi)反饋斬波調(diào)速

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啟動與旁路性能

頻敏變阻器啟動，啟動電流4-5IN，當(dāng)調(diào)速裝置突然故障時，快速旁路到電機全速運行，容易引起電機的滑環(huán)損壞，由于風(fēng)量在瞬間大幅度波動造成鍋爐熄火及生產(chǎn)中斷。

液態(tài)電阻軟啟動，啟動電流小于1.5IN，當(dāng)調(diào)速裝置突然故障時，自動旁路，電機是在原調(diào)速狀態(tài)基礎(chǔ)上逐漸升到全速，過渡時間約30秒，對電機滑環(huán)沒有沖擊，保證風(fēng)門調(diào)節(jié)器的響應(yīng)，不會造成鍋爐熄火及生產(chǎn)中斷。

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外型結(jié)構(gòu)與冷卻方式

大功率SCR是平板式的，用雙面散熱器，散熱器兩面分別對地絕緣，散熱器是帶電的，元件安裝在風(fēng)道內(nèi)。

IGBT是全模塊式的，是絕緣底板，散熱器不帶電，用單面散熱器，散熱器接地，元件安裝在風(fēng)道外。

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電流及電壓等級比較

SCR單只元件電流有500~2000A，電壓有1200V~5000V。

IGBT單只元件電流有400A~2400A，電壓有1200V~6500V。

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工作原理簡述

SCR是靠脈沖觸發(fā)導(dǎo)通的開關(guān)元件，不能自關(guān)斷。

IGBT是一種電壓控制開關(guān)導(dǎo)通的晶體管，是自關(guān)斷元件。

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導(dǎo)通與關(guān)斷方式

SCR導(dǎo)通時要大于100微秒的觸發(fā)脈沖，關(guān)斷時通過外部輔助電路或通過電流自己降到0才能關(guān)斷。

IGBT是直流15V電壓導(dǎo)通，0V電壓關(guān)斷。

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導(dǎo)通與關(guān)斷時間

SCR快速管100微秒導(dǎo)通，150微秒關(guān)斷。

IGBT是1～2微秒導(dǎo)通，1～2微秒關(guān)斷。

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工作頻率比較

SCR由于關(guān)斷時間在100微秒左右，所以工作頻率不能高，在逆變器使用中，工作頻率不能超過300HZ，否則逆變器存在逆變顛覆故障。

IGBT由于通斷時間只有1～2微秒，所以工作頻率較高，在斬波器及逆變器使用中，工作頻率可做到8～10KHZ，并且斬波器無直通故障，逆變器無逆變顛覆故障。

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調(diào)速方式與諧波及功率因數(shù)的比較

斬波調(diào)速是通過改變斬波器的占空比來調(diào)速，因逆變器是采用的是SCR逆變角是可變數(shù)的，逆變角為30～150度，逆變角越大，造成諧波電流越大，功率因數(shù)越低，調(diào)速范圍越窄。

斬波調(diào)速是通過改變斬波器的占空比來調(diào)速，因逆變器采用的是IGBT逆變角是不可變數(shù)的，逆變角為0度。逆變角越小，諧波畸變電流越小，功率因數(shù)較高，調(diào)速范圍越寬，逆變器工作越穩(wěn)定，不會產(chǎn)生逆變顛覆。

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調(diào)速范圍與效率

調(diào)速范圍下限50，上限95%，下限40%，上限85%，因SCR逆變角比較小只能固定在35度左右，所以決定了調(diào)速范圍，在相同的轉(zhuǎn)子電壓和反饋繞組電壓的情況下，例：U₂/E₂₀=0.5，比較低轉(zhuǎn)速=0.5No，比較高轉(zhuǎn)速不可能達到額定轉(zhuǎn)速。由于逆變器采用SCR系統(tǒng)龐大，故障頻繁，維護性較差，效率比較高為92%。

調(diào)速范圍0-100%和50-100%，因IGBT的逆變角是0度，是不可變數(shù)的，所以調(diào)速范圍與高壓變頻器一樣，在相同的轉(zhuǎn)子電壓和反饋繞組電壓的情況下，例：U₂/E₂₀=0.5，比較低轉(zhuǎn)速=0.5No，比較高轉(zhuǎn)速能達到額定轉(zhuǎn)速。由于采用模塊結(jié)構(gòu)的IGBT系統(tǒng)簡單，無逆變顛覆，維護方便，效率為98%，因逆變角是0度，諧波電流小，功率因數(shù)高，利于電容補償有效。

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使用在斬波器與逆變器中的性能比較

SCR一般為國產(chǎn)元件，性價比較為低廉，它是控制極觸發(fā)導(dǎo)通的，導(dǎo)通后不能自行關(guān)斷，必須等通過陽極-陰極的電流為0，并維持約100微秒時間才能關(guān)斷，否則它就不能關(guān)斷，這就使晶閘管的抗干擾能力降低和沒有自保護能力，并且不能自行恢復(fù)，當(dāng)受到5-10us的脈沖干擾消失時，它不能自行關(guān)斷，因而干擾的故障信號不能消除，在斬波器中造成斬波器直通故障，因SCR的工作頻率較低，這就使轉(zhuǎn)子電流脈動大大增加，所以電機電流的諧波含量達到10%以上，同時降低了電機的功率因數(shù)，在逆變器中造成逆變顛覆，從而造成電動機反饋繞組的外部短路，因SCR的觸發(fā)靈敏度是變化的，當(dāng)設(shè)備運行溫度高時，特別是夏天，隨著環(huán)境溫度的變化變化觸發(fā)靈敏，一些干擾信號就能使它誤觸發(fā)導(dǎo)通，尤其當(dāng)電網(wǎng)波動，或電機瞬時堵轉(zhuǎn)時電流突變，經(jīng)常造成快速熔斷器及SCR同時燒壞故障。

IGBT是西門子及ABB公司生產(chǎn)的高壓大功率電力電子元件，它是自關(guān)斷元件，關(guān)斷時間1-2微秒，是絕緣柵大功率晶體管，當(dāng)柵極施加15V直流電壓時，集電極一發(fā)射極導(dǎo)通，當(dāng)柵極電壓為0時，集電極一發(fā)射極均1-2微秒快速關(guān)斷，當(dāng)受到5-10us的脈沖干擾消失時，它也同時關(guān)斷，能夠在2微秒內(nèi)有效切斷故障電流，所以能可靠實現(xiàn)自保護能力，及抗脈沖干擾能力強等優(yōu)點。

IGBT在斬波器中沒有直通故障，由于IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷速度高，用IGBT制作斬波器工作頻率可高達8-10KHZ，這就使轉(zhuǎn)子電流脈動大大減小，所以電動機電流的諧波含量小于4%，并且功率因數(shù)也大大提高。在逆變器使用中，不存在逆變器顛覆問題，由于IGBT的關(guān)斷速度高，能有效切除過電流故障，自保護能力高度有效。