交流拖動(dòng)系統(tǒng)引言及第五章

1、第第 2 篇篇 交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)交流拖動(dòng)控制系統(tǒng) 楊楊 明明 副教授副教授 Email： 內(nèi)容提要內(nèi)容提要 n概述概述 n交流調(diào)速系統(tǒng)的主要類(lèi)型交流調(diào)速系統(tǒng)的主要類(lèi)型 n交流變壓調(diào)速系統(tǒng)交流變壓調(diào)速系統(tǒng) n交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng) n*繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng)繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng) 轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng) n*同步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)同步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng) 概概 述述 一一.電力傳動(dòng)系統(tǒng)的傳統(tǒng)格局電力傳動(dòng)系統(tǒng)的傳統(tǒng)格局 n直流電力拖動(dòng)直流電力拖動(dòng)和和交流電力拖動(dòng)交流電力拖動(dòng)在在19世紀(jì)先后誕生世紀(jì)先后誕生 n20世紀(jì)上半葉的年代里，鑒于直流

2、拖動(dòng)具有優(yōu)世紀(jì)上半葉的年代里，鑒于直流拖動(dòng)具有優(yōu) 越的調(diào)速性能，越的調(diào)速性能，高性能可調(diào)速拖動(dòng)都采用直流高性能可調(diào)速拖動(dòng)都采用直流 電機(jī)電機(jī) n而約占電力拖動(dòng)總?cè)萘慷s占電力拖動(dòng)總?cè)萘?0%以上的不變速拖動(dòng)以上的不變速拖動(dòng) 系統(tǒng)則采用交流電機(jī)。系統(tǒng)則采用交流電機(jī)。 n這種分工在一段時(shí)期內(nèi)已成為一種舉世公認(rèn)的這種分工在一段時(shí)期內(nèi)已成為一種舉世公認(rèn)的 格局。交流調(diào)速系統(tǒng)的多種方案雖然早已問(wèn)世，格局。交流調(diào)速系統(tǒng)的多種方案雖然早已問(wèn)世， 并已獲得實(shí)際應(yīng)用，但其性能卻始終無(wú)法與直并已獲得實(shí)際應(yīng)用，但其性能卻始終無(wú)法與直 流調(diào)速系統(tǒng)相匹敵。流調(diào)速系統(tǒng)相匹敵。 直流調(diào)速系統(tǒng)直流調(diào)速系統(tǒng) n具有電刷和換相器

3、因而必須經(jīng)常檢查維修具有電刷和換相器因而必須經(jīng)常檢查維修 n換向火花使直流電機(jī)的應(yīng)用環(huán)境受到限制換向火花使直流電機(jī)的應(yīng)用環(huán)境受到限制 n換向能力限制了直流電機(jī)的容量和速度換向能力限制了直流電機(jī)的容量和速度(極極 限容量與轉(zhuǎn)速之積約為限容量與轉(zhuǎn)速之積約為106 kW r /min) n耗銅多耗銅多 n直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制簡(jiǎn)單直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制簡(jiǎn)單,高性能的直流調(diào)高性能的直流調(diào) 速系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)速系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn) 直流電機(jī)的缺點(diǎn)直流電機(jī)的缺點(diǎn) n 直流電機(jī)具有電刷和換相器因而必須經(jīng)常直流電機(jī)具有電刷和換相器因而必須經(jīng)常 檢查維修；檢查維修； n 換向火花使直流電機(jī)的應(yīng)用環(huán)境受到限制；換向火花使直流電機(jī)的應(yīng)

4、用環(huán)境受到限制； n換向能力限制了直流電機(jī)的容量和速度。換向能力限制了直流電機(jī)的容量和速度。 而交流電機(jī)沒(méi)有上述弱點(diǎn)而交流電機(jī)沒(méi)有上述弱點(diǎn) 目前，交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前電目前，交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前電 力拖動(dòng)控制的主要發(fā)展方向力拖動(dòng)控制的主要發(fā)展方向。 二二. 交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 主要有三個(gè)方面：主要有三個(gè)方面： n一般性能的節(jié)能調(diào)速一般性能的節(jié)能調(diào)速 n高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng) n特大容量、極高轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速特大容量、極高轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速 1. 一般性能的節(jié)能調(diào)速一般性能的節(jié)能調(diào)速 n在過(guò)去大量的所謂在過(guò)去大量的

5、所謂“不變速交流拖動(dòng)不變速交流拖動(dòng)”中，中， 風(fēng)機(jī)、水泵等通用機(jī)械的容量幾乎占工業(yè)風(fēng)機(jī)、水泵等通用機(jī)械的容量幾乎占工業(yè) 電力拖動(dòng)總?cè)萘康囊话胍陨想娏ν蟿?dòng)總?cè)萘康囊话胍陨?n其中有不少場(chǎng)合并不是不需要調(diào)速，只是其中有不少場(chǎng)合并不是不需要調(diào)速，只是 因?yàn)檫^(guò)去的交流拖動(dòng)本身不能調(diào)速，不得因?yàn)檫^(guò)去的交流拖動(dòng)本身不能調(diào)速，不得 不依賴(lài)擋板和閥門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)送風(fēng)和供水的流不依賴(lài)擋板和閥門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)送風(fēng)和供水的流 量，因而把許多電能白白地浪費(fèi)了。量，因而把許多電能白白地浪費(fèi)了。 一般性能的節(jié)能調(diào)速（續(xù)）一般性能的節(jié)能調(diào)速（續(xù)） n如果換成交流調(diào)速系統(tǒng)，把消耗在擋板和如果換成交流調(diào)速系統(tǒng)，把消耗在擋板和 閥門(mén)上的能量節(jié)

6、省下來(lái)，每臺(tái)風(fēng)機(jī)、水泵閥門(mén)上的能量節(jié)省下來(lái)，每臺(tái)風(fēng)機(jī)、水泵 平均都可以節(jié)約平均都可以節(jié)約 20 30% 以上的電能，效以上的電能，效 果是很可觀(guān)的果是很可觀(guān)的 n但風(fēng)機(jī)、水泵的調(diào)速范圍和對(duì)動(dòng)態(tài)快速性但風(fēng)機(jī)、水泵的調(diào)速范圍和對(duì)動(dòng)態(tài)快速性 的要求都不高，只需要一般的調(diào)速性能。的要求都不高，只需要一般的調(diào)速性能。 一般性能的節(jié)能調(diào)速的應(yīng)用一般性能的節(jié)能調(diào)速的應(yīng)用 2. 高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng) n傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法無(wú)法準(zhǔn)確控制交流電機(jī)電磁轉(zhuǎn)傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法無(wú)法準(zhǔn)確控制交流電機(jī)電磁轉(zhuǎn) 矩，造成交流傳動(dòng)調(diào)速困難矩，造成交流傳動(dòng)調(diào)速困難 n20世紀(jì)世紀(jì)70年代初發(fā)明了年代

7、初發(fā)明了矢量控制矢量控制技術(shù)，或稱(chēng)技術(shù)，或稱(chēng)磁場(chǎng)磁場(chǎng) 定向控制技術(shù)定向控制技術(shù)，通過(guò)，通過(guò)坐標(biāo)變換坐標(biāo)變換，把交流電機(jī)的定，把交流電機(jī)的定 子電流分解成轉(zhuǎn)矩分量和勵(lì)磁分量，用來(lái)分別控子電流分解成轉(zhuǎn)矩分量和勵(lì)磁分量，用來(lái)分別控 制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁通；之后又提出制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁通；之后又提出直接轉(zhuǎn)矩控制直接轉(zhuǎn)矩控制 等現(xiàn)代電機(jī)驅(qū)動(dòng)理論及方法等現(xiàn)代電機(jī)驅(qū)動(dòng)理論及方法 n高性能交流調(diào)速系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)，基本取代高性能交流調(diào)速系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)，基本取代 了直流調(diào)速系統(tǒng)了直流調(diào)速系統(tǒng)現(xiàn)代調(diào)速系統(tǒng)格局現(xiàn)代調(diào)速系統(tǒng)格局 3. 特大容量、極高轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速特大容量、極高轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速 n直流電機(jī)的換向能力限制

8、了它的容量轉(zhuǎn)速直流電機(jī)的換向能力限制了它的容量轉(zhuǎn)速 積不超過(guò)積不超過(guò)106 kW r /min，超過(guò)這一數(shù)值時(shí)，超過(guò)這一數(shù)值時(shí)， 其設(shè)計(jì)與制造就非常困難了。其設(shè)計(jì)與制造就非常困難了。 n交流電機(jī)沒(méi)有換向器，不受這種限制，因交流電機(jī)沒(méi)有換向器，不受這種限制，因 此，特大容量的電力拖動(dòng)設(shè)備，如厚板軋此，特大容量的電力拖動(dòng)設(shè)備，如厚板軋 機(jī)、礦井卷?yè)P(yáng)機(jī)等，以及極高轉(zhuǎn)速的拖動(dòng)，機(jī)、礦井卷?yè)P(yáng)機(jī)等，以及極高轉(zhuǎn)速的拖動(dòng)， 如高速磨頭、離心機(jī)等，都以采用交流調(diào)如高速磨頭、離心機(jī)等，都以采用交流調(diào) 速為宜。速為宜。 交流電機(jī)和直流電機(jī)的比較交流電機(jī)和直流電機(jī)的比較 比較內(nèi)容比較內(nèi)容直流電機(jī)直流電機(jī)交流電機(jī)交流電

9、機(jī) 結(jié)構(gòu)及制造結(jié)構(gòu)及制造有電刷，制造復(fù)雜有電刷，制造復(fù)雜無(wú)電刷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單無(wú)電刷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 重量、體積重量、體積/功率功率約約2倍倍1倍倍 價(jià)格價(jià)格/功率功率幾倍幾倍1倍倍 最大容量最大容量12MW-14MW幾十幾十MW 最大轉(zhuǎn)速最大轉(zhuǎn)速1000rpm左右左右數(shù)十千數(shù)十千rpm 最高電樞電壓最高電樞電壓1kV6kV-10kV 工作環(huán)境工作環(huán)境要求高要求高要求低要求低 維護(hù)維護(hù)較多較多較少較少 調(diào)速性能調(diào)速性能好好好，控制復(fù)雜好，控制復(fù)雜 三三.電機(jī)的分類(lèi)電機(jī)的分類(lèi) 電電 機(jī)機(jī) 直線(xiàn)型直線(xiàn)型 旋轉(zhuǎn)型旋轉(zhuǎn)型 線(xiàn)性直流電機(jī)線(xiàn)性直流電機(jī) 線(xiàn)性交流電機(jī)線(xiàn)性交流電機(jī) 線(xiàn)性步進(jìn)電機(jī)線(xiàn)性步進(jìn)電機(jī) 直流電機(jī)直流電

10、機(jī):他勵(lì)式，串激式，并激式，永磁式他勵(lì)式，串激式，并激式，永磁式 交流電機(jī)：交流電機(jī)： 異步式異步式(感應(yīng)式感應(yīng)式)：鼠籠式，繞線(xiàn)式鼠籠式，繞線(xiàn)式 同步式：同步式：轉(zhuǎn)子永磁式，轉(zhuǎn)子繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子永磁式，轉(zhuǎn)子繞線(xiàn)式 磁阻式：磁阻式： 開(kāi)關(guān)式，同步式開(kāi)關(guān)式，同步式 步進(jìn)電機(jī)：步進(jìn)電機(jī)：永磁式，磁阻式永磁式，磁阻式 其它：其它：如音圈電機(jī)，超音波電機(jī)，微型電機(jī)如音圈電機(jī)，超音波電機(jī)，微型電機(jī) 交流電機(jī)的分類(lèi)交流電機(jī)的分類(lèi) 交流電機(jī)交流電機(jī) 正弦波驅(qū)動(dòng)正弦波驅(qū)動(dòng)方波驅(qū)動(dòng)方波驅(qū)動(dòng) 異步感應(yīng)電機(jī)異步感應(yīng)電機(jī)同步電機(jī)同步電機(jī) 鼠籠式鼠籠式繞線(xiàn)式繞線(xiàn)式繞線(xiàn)式繞線(xiàn)式磁阻式磁阻式永磁式永磁式 隱極式隱極式凸極式凸極式

11、 直流無(wú)刷電機(jī)直流無(wú)刷電機(jī)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī) 異步電機(jī)異步電機(jī) Induction Motor 永磁同步電機(jī)永磁同步電機(jī)（PMSM） Permanent Magnet Synchronous Motor 直流無(wú)刷電機(jī)直流無(wú)刷電機(jī)（BLDC） Brushless DC Motor 直流電機(jī)直流電機(jī) DC Motor 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(SR) Switch Reluctance Motor 四四.交流調(diào)速的難點(diǎn)與復(fù)雜性交流調(diào)速的難點(diǎn)與復(fù)雜性 異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩：異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩： cos dmmrr MKI 轉(zhuǎn)矩系數(shù)轉(zhuǎn)矩系數(shù) 氣隙磁通氣隙磁通 轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流 轉(zhuǎn)子功率因數(shù)角轉(zhuǎn)子功率因數(shù)角 由

12、定子電流與轉(zhuǎn)子電由定子電流與轉(zhuǎn)子電 流共同產(chǎn)生，因此與流共同產(chǎn)生，因此與 轉(zhuǎn)子電流相耦合轉(zhuǎn)子電流相耦合 一般無(wú)法直接測(cè)量一般無(wú)法直接測(cè)量 與轉(zhuǎn)速相關(guān)與轉(zhuǎn)速相關(guān) Md僅僅是平均轉(zhuǎn)矩，瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩更難控制僅僅是平均轉(zhuǎn)矩，瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩更難控制 五五.交流調(diào)速技術(shù)的突破交流調(diào)速技術(shù)的突破 交流調(diào)速交流調(diào)速 系統(tǒng)系統(tǒng) 電力電子技術(shù)的發(fā)展電力電子技術(shù)的發(fā)展 微機(jī)及數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展微機(jī)及數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展 現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用及電機(jī)驅(qū)動(dòng)理論的發(fā)展現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用及電機(jī)驅(qū)動(dòng)理論的發(fā)展 伺服伺服 控制器控制器 功率功率 驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器 伺服伺服 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 負(fù)載負(fù)載 反饋檢測(cè)單元反饋檢測(cè)單元 給定指令給定指令

13、 伺服運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)伺服運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)信號(hào)檢測(cè)技術(shù)信號(hào)檢測(cè)技術(shù) 伺服驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)伺服驅(qū)動(dòng)控制技術(shù) 電機(jī)本體設(shè)計(jì)電機(jī)本體設(shè)計(jì) (永磁永磁)交流伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)交流伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 魯棒控制、自適應(yīng)控制、魯棒控制、自適應(yīng)控制、 參數(shù)自整定、預(yù)測(cè)控制、參數(shù)自整定、預(yù)測(cè)控制、 運(yùn)動(dòng)控制總線(xiàn)技術(shù)等運(yùn)動(dòng)控制總線(xiàn)技術(shù)等 逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、PWM調(diào)調(diào) 制技術(shù)、電流控制器結(jié)構(gòu)、制技術(shù)、電流控制器結(jié)構(gòu)、 死區(qū)等非線(xiàn)性因素補(bǔ)償技死區(qū)等非線(xiàn)性因素補(bǔ)償技 術(shù)等術(shù)等 環(huán)形磁鋼設(shè)計(jì)、斜極斜槽環(huán)形磁鋼設(shè)計(jì)、斜極斜槽 設(shè)計(jì)、無(wú)槽設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)、無(wú)槽設(shè)計(jì)等 位置檢測(cè)、電流檢測(cè)、電位置檢測(cè)、電流檢測(cè)、電 壓檢測(cè)、溫度檢測(cè)、檢測(cè)壓

14、檢測(cè)、溫度檢測(cè)、檢測(cè) 延時(shí)補(bǔ)償及無(wú)位置傳感器延時(shí)補(bǔ)償及無(wú)位置傳感器 驅(qū)動(dòng)技術(shù)等驅(qū)動(dòng)技術(shù)等 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu) 現(xiàn)代電機(jī)控制系統(tǒng)最新發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)代電機(jī)控制系統(tǒng)最新發(fā)展趨勢(shì) 現(xiàn)代電機(jī)現(xiàn)代電機(jī) 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 高效率化高效率化 直接驅(qū)動(dòng)直接驅(qū)動(dòng) 高速高精高速高精 集成一體化集成一體化 通用化通用化 智能化智能化 網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化 預(yù)測(cè)診斷預(yù)測(cè)診斷 專(zhuān)用化專(zhuān)用化 兩極化兩極化 六六.交流調(diào)速的基本方法交流調(diào)速的基本方法 異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式： 1 60(1)/ p nfSn 供電頻率供電頻率 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù) 變頻調(diào)速變頻調(diào)速 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速變轉(zhuǎn)

15、差率調(diào)速 變極對(duì)數(shù)調(diào)速變極對(duì)數(shù)調(diào)速 按電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法分類(lèi)按電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法分類(lèi) 常見(jiàn)的交流調(diào)速方法有：常見(jiàn)的交流調(diào)速方法有： 降電壓調(diào)速；降電壓調(diào)速； 轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速；轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速； 轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速；轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速； 繞線(xiàn)電機(jī)串級(jí)調(diào)速繞線(xiàn)電機(jī)串級(jí)調(diào)速 或雙饋電機(jī)調(diào)速；或雙饋電機(jī)調(diào)速； 變極對(duì)數(shù)調(diào)速；變極對(duì)數(shù)調(diào)速； 變壓變頻調(diào)速等等。變壓變頻調(diào)速等等。 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 按電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)換類(lèi)型分類(lèi)按電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)換類(lèi)型分類(lèi) 按照交流異步電機(jī)按照交流異步電機(jī) 的原理，從定子傳入的原理，從定子傳入 轉(zhuǎn)子的電磁功率可分轉(zhuǎn)子的電磁功率可分 成成兩部分兩部分：一部分是：一部分是 拖動(dòng)負(fù)載的有效

16、功率，拖動(dòng)負(fù)載的有效功率， 稱(chēng)作稱(chēng)作機(jī)械功率機(jī)械功率；另一；另一 部分是傳輸給轉(zhuǎn)子電部分是傳輸給轉(zhuǎn)子電 路的路的轉(zhuǎn)差功率轉(zhuǎn)差功率，與轉(zhuǎn)，與轉(zhuǎn) 差率差率 s 成正比成正比 Pmech Pm Ps 即即 Pm = Pmech + Ps Pmech = (1 s) Pm Ps = sPm 從能量轉(zhuǎn)換的角度上看，轉(zhuǎn)差功率是否從能量轉(zhuǎn)換的角度上看，轉(zhuǎn)差功率是否 增大，是消耗掉還是得到回收，是評(píng)價(jià)調(diào)增大，是消耗掉還是得到回收，是評(píng)價(jià)調(diào) 速系統(tǒng)效率高低的標(biāo)志。從這點(diǎn)出發(fā)，可速系統(tǒng)效率高低的標(biāo)志。從這點(diǎn)出發(fā)，可 以把以把異步電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)異步電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)分成三類(lèi)分成三類(lèi) 。 1. 轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)差

17、功率消耗型調(diào)速系統(tǒng) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：全部轉(zhuǎn)差功率都轉(zhuǎn)換成熱能消耗在轉(zhuǎn)子回路中全部轉(zhuǎn)差功率都轉(zhuǎn)換成熱能消耗在轉(zhuǎn)子回路中 上述的：上述的： 降電壓調(diào)速；降電壓調(diào)速； 轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速；轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速； 轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速；轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速； 三種調(diào)速方法都屬于這一類(lèi)。三種調(diào)速方法都屬于這一類(lèi)。 n這類(lèi)系統(tǒng)的效率最低，這類(lèi)系統(tǒng)的效率最低， n而且越到低速時(shí)效率越低，而且越到低速時(shí)效率越低， n它是以增加轉(zhuǎn)差功率的消耗來(lái)?yè)Q取轉(zhuǎn)速的降低的（恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)）它是以增加轉(zhuǎn)差功率的消耗來(lái)?yè)Q取轉(zhuǎn)速的降低的（恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)） 可是這類(lèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備成本最低，所以還有一定的應(yīng)用價(jià)值?？墒沁@類(lèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備成本最低，所以還有

18、一定的應(yīng)用價(jià)值。 2.轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：除轉(zhuǎn)子銅損外，大部分轉(zhuǎn)差功率在轉(zhuǎn)子側(cè)通過(guò)變流除轉(zhuǎn)子銅損外，大部分轉(zhuǎn)差功率在轉(zhuǎn)子側(cè)通過(guò)變流 裝置饋出或饋入，轉(zhuǎn)速越低，能饋送的功率越多裝置饋出或饋入，轉(zhuǎn)速越低，能饋送的功率越多 上述的上述的 繞線(xiàn)電機(jī)串級(jí)調(diào)速或雙饋電機(jī)調(diào)速；繞線(xiàn)電機(jī)串級(jí)調(diào)速或雙饋電機(jī)調(diào)速； 屬于這一類(lèi)屬于這一類(lèi) n無(wú)論是饋出還是饋入的轉(zhuǎn)差功率，扣除變流裝置本身的無(wú)論是饋出還是饋入的轉(zhuǎn)差功率，扣除變流裝置本身的 損耗后，最終都轉(zhuǎn)化成有用的功率，損耗后，最終都轉(zhuǎn)化成有用的功率， n因此，這類(lèi)系統(tǒng)的效率較高，但要增加一些設(shè)備因此，這類(lèi)系統(tǒng)的效率較高，但要增

19、加一些設(shè)備 3. 轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：轉(zhuǎn)差功率只有轉(zhuǎn)子銅損，而且無(wú)論轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)差功率只有轉(zhuǎn)子銅損，而且無(wú)論轉(zhuǎn)速高 低，轉(zhuǎn)差功率基本不變，因此效率更高。低，轉(zhuǎn)差功率基本不變，因此效率更高。 上述的上述的 變極對(duì)數(shù)調(diào)速；變極對(duì)數(shù)調(diào)速； 變壓變頻調(diào)速。變壓變頻調(diào)速。 屬于此類(lèi)。屬于此類(lèi)。 n變極對(duì)數(shù)調(diào)速是有級(jí)的，應(yīng)用場(chǎng)合有限。變極對(duì)數(shù)調(diào)速是有級(jí)的，應(yīng)用場(chǎng)合有限。 n只有只有變壓變頻調(diào)速變壓變頻調(diào)速應(yīng)用最廣，可以構(gòu)成高動(dòng)態(tài)應(yīng)用最廣，可以構(gòu)成高動(dòng)態(tài) 性能的交流調(diào)速系統(tǒng)，取代直流調(diào)速；但在定性能的交流調(diào)速系統(tǒng)，取代直流調(diào)速；但在定 子電路中須配備與電動(dòng)機(jī)容量相當(dāng)?shù)淖儔鹤?/p>

20、頻子電路中須配備與電動(dòng)機(jī)容量相當(dāng)?shù)淖儔鹤冾l 器，相比之下，設(shè)備成本最高。器，相比之下，設(shè)備成本最高。 同步電機(jī)的調(diào)速同步電機(jī)的調(diào)速 同步電機(jī)沒(méi)有轉(zhuǎn)差，也就沒(méi)有轉(zhuǎn)差功率，同步電機(jī)沒(méi)有轉(zhuǎn)差，也就沒(méi)有轉(zhuǎn)差功率， 所以同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)只能是轉(zhuǎn)差功率不所以同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)只能是轉(zhuǎn)差功率不 變型（恒等于變型（恒等于 0 ）的，而同步電機(jī)轉(zhuǎn)子極）的，而同步電機(jī)轉(zhuǎn)子極 對(duì)數(shù)又是固定的，因此只能靠變壓變頻調(diào)對(duì)數(shù)又是固定的，因此只能靠變壓變頻調(diào) 速，沒(méi)有像異步電機(jī)那樣的多種調(diào)速方法。速，沒(méi)有像異步電機(jī)那樣的多種調(diào)速方法。 在同步電機(jī)的變壓變頻調(diào)速方法中，從在同步電機(jī)的變壓變頻調(diào)速方法中，從 頻率控制的方式來(lái)看，可

21、分為頻率控制的方式來(lái)看，可分為他控變頻調(diào)他控變頻調(diào) 速速和和自控變頻調(diào)速自控變頻調(diào)速兩類(lèi)。兩類(lèi)。 自控變頻調(diào)速自控變頻調(diào)速利用轉(zhuǎn)子磁極位置的檢測(cè)信利用轉(zhuǎn)子磁極位置的檢測(cè)信 號(hào)來(lái)控制變壓變頻裝置換相，類(lèi)似于直流電號(hào)來(lái)控制變壓變頻裝置換相，類(lèi)似于直流電 機(jī)中電刷和換向器的作用，因此有時(shí)又稱(chēng)作機(jī)中電刷和換向器的作用，因此有時(shí)又稱(chēng)作 無(wú)換向器電機(jī)調(diào)速，或無(wú)換向器電機(jī)調(diào)速，或無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速。 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)是一種特殊型式的同步電是一種特殊型式的同步電 機(jī)，有其獨(dú)特的比較簡(jiǎn)單的調(diào)速方法，在小機(jī)，有其獨(dú)特的比較簡(jiǎn)單的調(diào)速方法，在小 容量交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中很有發(fā)展前途容量交流電機(jī)調(diào)

22、速系統(tǒng)中很有發(fā)展前途。 緒論小結(jié)緒論小結(jié) n電力傳動(dòng)的傳統(tǒng)格局電力傳動(dòng)的傳統(tǒng)格局 n交流電機(jī)應(yīng)用的三個(gè)途徑交流電機(jī)應(yīng)用的三個(gè)途徑 n交流電機(jī)的分類(lèi)交流電機(jī)的分類(lèi) n交流電機(jī)調(diào)速的基本方法交流電機(jī)調(diào)速的基本方法 作業(yè)作業(yè)1：查找、總結(jié)異步電機(jī)與同步電機(jī)：查找、總結(jié)異步電機(jī)與同步電機(jī)(永磁式和繞線(xiàn)永磁式和繞線(xiàn) 式式)的控制原理、應(yīng)用領(lǐng)域和研究熱點(diǎn)的控制原理、應(yīng)用領(lǐng)域和研究熱點(diǎn) 第第 5 章章 閉環(huán)控制的異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)閉環(huán)控制的異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng) 一種轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)一種轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng) 本章提要本章提要 n異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速電路異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速電路 n異步電異步電動(dòng)動(dòng)機(jī)改

23、變電壓時(shí)的機(jī)械特性機(jī)改變電壓時(shí)的機(jī)械特性 n閉環(huán)控制的變壓調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性閉環(huán)控制的變壓調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性 n閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 n轉(zhuǎn)差功率損耗分析轉(zhuǎn)差功率損耗分析 n變壓控制在軟起動(dòng)器和輕載降壓節(jié)能運(yùn)行變壓控制在軟起動(dòng)器和輕載降壓節(jié)能運(yùn)行 中的應(yīng)用中的應(yīng)用 5.1 異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速電路異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速電路 變壓調(diào)速是異步電機(jī)調(diào)速方法中比較變壓調(diào)速是異步電機(jī)調(diào)速方法中比較 簡(jiǎn)便的一種簡(jiǎn)便的一種 n由電力拖動(dòng)原理可知，當(dāng)異步電機(jī)等效電路的由電力拖動(dòng)原理可知，當(dāng)異步電機(jī)等效電路的 參數(shù)不變時(shí)，在相同的轉(zhuǎn)速下，電磁轉(zhuǎn)矩與定參數(shù)不變時(shí)，在相同的轉(zhuǎn)速下

24、，電磁轉(zhuǎn)矩與定 子電壓的平方成正比。子電壓的平方成正比。 n改變定子外加電壓就可以改變機(jī)械特性的函數(shù)改變定子外加電壓就可以改變機(jī)械特性的函數(shù) 關(guān)系，從而改變電機(jī)在一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速。關(guān)系，從而改變電機(jī)在一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速。 過(guò)去改變交流電壓的方法多用自耦變壓過(guò)去改變交流電壓的方法多用自耦變壓 器或帶直流磁化繞組的飽和電抗器，自從器或帶直流磁化繞組的飽和電抗器，自從 電力電子技術(shù)興起以后，這類(lèi)比較笨重的電力電子技術(shù)興起以后，這類(lèi)比較笨重的 電磁裝置就被晶閘管交流調(diào)壓器取代電磁裝置就被晶閘管交流調(diào)壓器取代了。了。 目前，交流調(diào)壓器一般用三對(duì)晶閘管反目前，交流調(diào)壓器一般用三對(duì)晶閘管反 并聯(lián)或三個(gè)

25、雙向晶閘管分別串接在三相電并聯(lián)或三個(gè)雙向晶閘管分別串接在三相電 路中，主電路接法有多種方案，用相位控路中，主電路接法有多種方案，用相位控 制改變輸出電壓。制改變輸出電壓。 Y型接法型接法 0 負(fù)載 a b c a) ua ub uc ia Ua0 VT1 VT2 VT3 型接法型接法 負(fù)載 b) a b c ua ub uc ia 交流變壓調(diào)速系統(tǒng)可控電源交流變壓調(diào)速系統(tǒng)可控電源 M 3 TVC 利用晶閘管交流調(diào)利用晶閘管交流調(diào) 壓器變壓調(diào)速壓器變壓調(diào)速 TVC雙向晶閘雙向晶閘 管交流調(diào)壓器管交流調(diào)壓器 圖圖5-1 利用晶閘管交流調(diào)壓器變壓調(diào)速利用晶閘管交流調(diào)壓器變壓調(diào)速 控制方式控制方式 T

26、VC的的變壓控制方式變壓控制方式 n電路結(jié)構(gòu)：電路結(jié)構(gòu)： 采用晶閘管采用晶閘管 反并聯(lián)供電反并聯(lián)供電 方式，實(shí)現(xiàn)方式，實(shí)現(xiàn) 異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī) 可逆和制動(dòng)可逆和制動(dòng)。 圖圖5-2 采用晶閘管反并聯(lián)的異步電動(dòng)機(jī)可逆和制動(dòng)電路采用晶閘管反并聯(lián)的異步電動(dòng)機(jī)可逆和制動(dòng)電路 可逆和制動(dòng)控制可逆和制動(dòng)控制 n 反向運(yùn)行方式反向運(yùn)行方式 圖圖5-2所示為采用晶閘管反并聯(lián)的異步電動(dòng)機(jī)可逆和制所示為采用晶閘管反并聯(lián)的異步電動(dòng)機(jī)可逆和制 動(dòng)電路，其中，晶閘管動(dòng)電路，其中，晶閘管 16控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行，反轉(zhuǎn)控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行，反轉(zhuǎn) 時(shí)，可由晶閘管時(shí)，可由晶閘管 1，4 和和 710 提供逆相序電源，同時(shí)也提供逆

27、相序電源，同時(shí)也 可用于反接制動(dòng)。可用于反接制動(dòng)。 n制動(dòng)運(yùn)行方式制動(dòng)運(yùn)行方式 當(dāng)需要能耗制動(dòng)時(shí)，可以根據(jù)制動(dòng)電路的要求選擇某當(dāng)需要能耗制動(dòng)時(shí)，可以根據(jù)制動(dòng)電路的要求選擇某 幾個(gè)晶閘管不對(duì)稱(chēng)地工作，例如讓幾個(gè)晶閘管不對(duì)稱(chēng)地工作，例如讓 1，2，6 三個(gè)器件導(dǎo)三個(gè)器件導(dǎo) 通，其余均關(guān)斷，就可使定子繞組中流過(guò)半波直流電流，通，其余均關(guān)斷，就可使定子繞組中流過(guò)半波直流電流， 對(duì)旋轉(zhuǎn)著的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生制動(dòng)作用。必要時(shí)，還可以對(duì)旋轉(zhuǎn)著的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生制動(dòng)作用。必要時(shí)，還可以 在制動(dòng)電路中串入電阻以限制制動(dòng)電流。在制動(dòng)電路中串入電阻以限制制動(dòng)電流。 5.2 異步電動(dòng)機(jī)改變電壓時(shí)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)改變電壓

28、時(shí)的機(jī)械特性 根據(jù)電機(jī)學(xué)原理，在下述三個(gè)假定條件下：根據(jù)電機(jī)學(xué)原理，在下述三個(gè)假定條件下： 忽略空間和時(shí)間諧波忽略空間和時(shí)間諧波 忽略磁飽忽略磁飽 忽略鐵損忽略鐵損 異步電機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路示于圖異步電機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路示于圖5-3。 異步電動(dòng)機(jī)等效電路異步電動(dòng)機(jī)等效電路 圖圖5-3 異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路 Us 1 RsLls Llr LmRr /s Is I0 Ir Lm 參數(shù)定義參數(shù)定義 nRs、Rr 定子每相電阻和折合到定子側(cè)的定子每相電阻和折合到定子側(cè)的 轉(zhuǎn)子每相電阻；轉(zhuǎn)子每相電阻； nLls、Llr 定子每相漏感和折合到定子側(cè)的定子每相漏感和折合到定子側(cè)的 轉(zhuǎn)

29、子每相漏感；轉(zhuǎn)子每相漏感； n Lm定子每相繞組產(chǎn)生氣隙主磁通的定子每相繞組產(chǎn)生氣隙主磁通的 等效電感，即勵(lì)磁電感；等效電感，即勵(lì)磁電感； n Us、 1 定子相電壓和供電角頻率；定子相電壓和供電角頻率； n s 轉(zhuǎn)差率。轉(zhuǎn)差率。 電流公式電流公式 由圖可以導(dǎo)出 (5-1) 式中 2 r1s 2 1 2 r 1s s r ll LCL s R CR U I m s m1 s1s 1 11 L L Lj LjR C ll 在一般情況下，在一般情況下，LmLl1，則，則，C1 1 這這 相當(dāng)于將上述假定條件的第相當(dāng)于將上述假定條件的第條改為忽略條改為忽略 鐵損和勵(lì)磁電流。這樣，電流公式可簡(jiǎn)化鐵損和

30、勵(lì)磁電流。這樣，電流公式可簡(jiǎn)化 成成 (5-2) 2 rs 2 1 2 r s s rs ll LL s R R U II 轉(zhuǎn)矩公式轉(zhuǎn)矩公式 令電磁功率令電磁功率 Pm = 3Ir2 Rr /s 同步機(jī)械角轉(zhuǎn)速同步機(jī)械角轉(zhuǎn)速 m1 = 1 / np 式中式中 np 極對(duì)數(shù)，則異步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為極對(duì)數(shù)，則異步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為 （5-3） 2 rs 2 1 2 r s1 r 2 sp r 2 r 1 p 1m m e /33 ll LL s R R sRUn s R I n P T 式（式（5 - 3）就是異步電機(jī)的機(jī)械特性方）就是異步電機(jī)的機(jī)械特性方 程式。它表明，當(dāng)轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差率一定時(shí)，程式。

31、它表明，當(dāng)轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差率一定時(shí)， 電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比。 這樣，不同電壓下的機(jī)械特性便如圖這樣，不同電壓下的機(jī)械特性便如圖5-4 所示，圖中，所示，圖中，UsN表示額定定子電壓。表示額定定子電壓。 異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性 Te O n n0 Temax sm TL UsN 0.7UsN A B C F D E 0.5UsN 風(fēng)機(jī)類(lèi)負(fù)載特性風(fēng)機(jī)類(lèi)負(fù)載特性 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性 圖圖5-4 異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)不同電壓下的機(jī)械特性不同電壓下的機(jī)械特性 最大轉(zhuǎn)矩公式最大轉(zhuǎn)矩公式 將式（將式（5-3）對(duì)）對(duì)s求導(dǎo)，并令求導(dǎo)，并令dTe/ds=

32、0，可，可 求出對(duì)應(yīng)于最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的靜差率和最大轉(zhuǎn)求出對(duì)應(yīng)于最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的靜差率和最大轉(zhuǎn) 矩矩 （5-4） （5-5） 2 rs 2 1 2 s r m )( ll LLR R s 2 rs 2 1 2 ss1 2 sp maxe )(2 3 ll LLRR Un T 由圖由圖5-4可見(jiàn)，帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載工作時(shí)，可見(jiàn)，帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載工作時(shí)， 普通籠型異步電機(jī)變電壓時(shí)的穩(wěn)定工作點(diǎn)普通籠型異步電機(jī)變電壓時(shí)的穩(wěn)定工作點(diǎn) 為為 A、B、C，轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)差率 s 的變化范圍不超的變化范圍不超 過(guò)過(guò) 0 sm ，調(diào)速范圍有限。如果帶風(fēng)機(jī)類(lèi)，調(diào)速范圍有限。如果帶風(fēng)機(jī)類(lèi) 負(fù)載運(yùn)行，則工作點(diǎn)為負(fù)載運(yùn)行，則工作點(diǎn)為D、E、F

33、，調(diào)速范，調(diào)速范 圍可以大一些。圍可以大一些。 為了為了能在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下擴(kuò)大調(diào)速范圍能在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下擴(kuò)大調(diào)速范圍，并，并 使電機(jī)能在較低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行而不致過(guò)熱，就使電機(jī)能在較低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行而不致過(guò)熱，就 要求電機(jī)轉(zhuǎn)子有較高的電阻值，這樣的電機(jī)要求電機(jī)轉(zhuǎn)子有較高的電阻值，這樣的電機(jī) 在變電壓時(shí)的機(jī)械特性繪于圖在變電壓時(shí)的機(jī)械特性繪于圖5-5。 顯然，帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)的變壓調(diào)速范圍增顯然，帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)的變壓調(diào)速范圍增 大了，堵轉(zhuǎn)工作也不致燒壞電機(jī)，這種電機(jī)大了，堵轉(zhuǎn)工作也不致燒壞電機(jī)，這種電機(jī) 又稱(chēng)作又稱(chēng)作交流力矩電機(jī)交流力矩電機(jī)。 交流力矩電機(jī)的機(jī)械特性交流力矩電機(jī)的機(jī)械特性 Te O n n0 U

34、sN 0.7UsN A B C TL 0.5UsN 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性 圖圖5-5 高轉(zhuǎn)子電阻電動(dòng)機(jī)（交流力矩電動(dòng)機(jī)）高轉(zhuǎn)子電阻電動(dòng)機(jī)（交流力矩電動(dòng)機(jī)） 在不同電壓下的機(jī)械特性在不同電壓下的機(jī)械特性 返回目錄返回目錄 5.3 閉環(huán)控制的變壓調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性閉環(huán)控制的變壓調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性 采用普通異步電機(jī)的變電壓調(diào)速時(shí)，調(diào)采用普通異步電機(jī)的變電壓調(diào)速時(shí)，調(diào) 速范圍很窄，采用高轉(zhuǎn)子電阻的力矩電機(jī)速范圍很窄，采用高轉(zhuǎn)子電阻的力矩電機(jī) 可以增大調(diào)速范圍，但機(jī)械特性又變軟，可以增大調(diào)速范圍，但機(jī)械特性又變軟， 因而當(dāng)負(fù)載變化時(shí)靜差率很大（見(jiàn)圖因而當(dāng)負(fù)載變化時(shí)靜差率很大（見(jiàn)圖5-5），）， 開(kāi)環(huán)控制很難解

35、決這個(gè)矛盾開(kāi)環(huán)控制很難解決這個(gè)矛盾。 為此，對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載，要求調(diào)為此，對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載，要求調(diào) 速范圍大于速范圍大于D=2時(shí)，往往采用帶轉(zhuǎn)速反饋時(shí)，往往采用帶轉(zhuǎn)速反饋 的閉環(huán)控制系統(tǒng)（見(jiàn)圖的閉環(huán)控制系統(tǒng)（見(jiàn)圖5-6a）。）。 1. 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 圖圖5-6 帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)控制的交流變壓調(diào)速系統(tǒng)帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)控制的交流變壓調(diào)速系統(tǒng) ASR U*n + - Un GT + M 3 TG a)原理圖 - Uc n 2. 系統(tǒng)靜特性系統(tǒng)靜特性 e T O n n0 TL UsN A A A Us min 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性 圖圖5-6b 閉環(huán)控制變壓調(diào)速系統(tǒng)的靜特性閉環(huán)控制變壓調(diào)速系統(tǒng)

36、的靜特性 U*n3 U*n1 U*n2 閉環(huán)控制變壓調(diào)速系統(tǒng)的靜特性閉環(huán)控制變壓調(diào)速系統(tǒng)的靜特性 n當(dāng)系統(tǒng)帶負(fù)載在當(dāng)系統(tǒng)帶負(fù)載在 A 點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，如果負(fù)載增大引起轉(zhuǎn)速下降，點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，如果負(fù)載增大引起轉(zhuǎn)速下降， 反饋控制作用能提高定子電壓，從而在右邊一條機(jī)械特性上找反饋控制作用能提高定子電壓，從而在右邊一條機(jī)械特性上找 到新的工作點(diǎn)到新的工作點(diǎn) A。同理，當(dāng)負(fù)載降低時(shí)，會(huì)在左邊一條特性。同理，當(dāng)負(fù)載降低時(shí)，會(huì)在左邊一條特性 上得到定子電壓低一些的工作點(diǎn)上得到定子電壓低一些的工作點(diǎn) A。 n按照反饋控制規(guī)律，將按照反饋控制規(guī)律，將A、A、A 連接起來(lái)便是閉環(huán)系統(tǒng)的連接起來(lái)便是閉環(huán)系統(tǒng)的 靜特性。靜特

37、性。 n盡管異步電機(jī)的開(kāi)環(huán)機(jī)械特性和直流電機(jī)的開(kāi)環(huán)特性差別很大，盡管異步電機(jī)的開(kāi)環(huán)機(jī)械特性和直流電機(jī)的開(kāi)環(huán)特性差別很大， 但是在不同電壓的開(kāi)環(huán)機(jī)械特性上各取一個(gè)相應(yīng)的工作點(diǎn)，連但是在不同電壓的開(kāi)環(huán)機(jī)械特性上各取一個(gè)相應(yīng)的工作點(diǎn)，連 接起來(lái)便得到閉環(huán)系統(tǒng)靜特性，這樣的分析方法對(duì)兩種電機(jī)是接起來(lái)便得到閉環(huán)系統(tǒng)靜特性，這樣的分析方法對(duì)兩種電機(jī)是 完全一致的。完全一致的。 盡管異步力矩電機(jī)的機(jī)械特性很軟，但盡管異步力矩電機(jī)的機(jī)械特性很軟，但 由系統(tǒng)放大系數(shù)決定的閉環(huán)系統(tǒng)靜特性由系統(tǒng)放大系數(shù)決定的閉環(huán)系統(tǒng)靜特性 卻可以很硬卻可以很硬 如果采用如果采用PI調(diào)節(jié)器，照樣可以做到無(wú)靜調(diào)節(jié)器，照樣可以做到無(wú)靜

38、差。改變給定信號(hào)，則靜特性平行地上差。改變給定信號(hào)，則靜特性平行地上 下移動(dòng)，達(dá)到調(diào)速的目的下移動(dòng)，達(dá)到調(diào)速的目的 n 0 O Id Id1Id3Id2 Id4 A B C A D 閉環(huán)靜特性 開(kāi)環(huán)機(jī)械特性 Ud4 Ud3 Ud2 Ud1 直流電機(jī)開(kāi)直流電機(jī)開(kāi)-閉環(huán)機(jī)械特性對(duì)比曲線(xiàn)閉環(huán)機(jī)械特性對(duì)比曲線(xiàn) 變壓調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)變壓調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn) 異步電機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)不同于直流異步電機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)不同于直流 電機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的地方是：靜特性電機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的地方是：靜特性 左右兩邊都有極限，不能無(wú)限延長(zhǎng)，它們左右兩邊都有極限，不能無(wú)限延長(zhǎng)，它們 是是額定電壓額定電壓 UsN 下的機(jī)械特

39、性下的機(jī)械特性和和最小輸出最小輸出 電壓電壓Usmin下的機(jī)械特性下的機(jī)械特性。 當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，如果電壓調(diào)節(jié)到極限值，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，如果電壓調(diào)節(jié)到極限值， 閉環(huán)系統(tǒng)便失去控制能力，系統(tǒng)的工作點(diǎn)閉環(huán)系統(tǒng)便失去控制能力，系統(tǒng)的工作點(diǎn) 只能沿著極限開(kāi)環(huán)特性變化。只能沿著極限開(kāi)環(huán)特性變化。 系統(tǒng)靜特性系統(tǒng)靜特性 e T O n n0 TL UsN A A A Us min 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性 圖圖5-6b 閉環(huán)控制變壓調(diào)速系統(tǒng)的靜特性閉環(huán)控制變壓調(diào)速系統(tǒng)的靜特性 U*n3 U*n1 U*n2 3. 系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu) Ks n=f(Us,Te) ASR U*n Un Uc Us - -TL n 異步

40、電機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖異步電機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖 nKs = Us/Uc 為晶閘管交流調(diào)壓器和觸發(fā)裝置的為晶閘管交流調(diào)壓器和觸發(fā)裝置的 放大系數(shù)；放大系數(shù)； n = Un/n 為轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)；為轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)； nASR采用采用PI調(diào)節(jié)器；調(diào)節(jié)器； nn =f (Us, Te )是式（是式（5-3）所表達(dá)的異步電機(jī)機(jī)）所表達(dá)的異步電機(jī)機(jī) 械特性方程式，它是一個(gè)非線(xiàn)性函數(shù)。械特性方程式，它是一個(gè)非線(xiàn)性函數(shù)。 穩(wěn)態(tài)時(shí)，穩(wěn)態(tài)時(shí)， Un* = Un = n Te = TL 根據(jù)負(fù)載需要的根據(jù)負(fù)載需要的 n 和和TL 可由式（可由式（5-3） 計(jì)算出或用機(jī)械特性圖解法求出所需的計(jì)算出或

41、用機(jī)械特性圖解法求出所需的 Us 以及相應(yīng)的以及相應(yīng)的 Uc。 返回目錄返回目錄 5.4 閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和設(shè)計(jì)時(shí)，須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和設(shè)計(jì)時(shí)，須 先繪出動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖。由圖先繪出動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖。由圖5-7的靜態(tài)的靜態(tài) 結(jié)構(gòu)圖可以得到動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如圖結(jié)構(gòu)圖可以得到動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如圖5- 8所示。所示。 其中有些環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)可以直接其中有些環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)可以直接 寫(xiě)出來(lái)，只有異步電機(jī)傳遞函數(shù)的推寫(xiě)出來(lái)，只有異步電機(jī)傳遞函數(shù)的推 導(dǎo)須費(fèi)一番周折。導(dǎo)須費(fèi)一番周折。 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu) 圖圖5-8 異步電動(dòng)機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)

42、框圖異步電動(dòng)機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 MA異步電機(jī)異步電機(jī) FBS測(cè)速反饋環(huán)節(jié)測(cè)速反饋環(huán)節(jié) WFBS(s) U*n(s) Un(s) Uc (s) - n(s) WASR(s) WGT-V (s)WMA (s) Us(s) 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR常用常用PI調(diào)節(jié)器，用以消調(diào)節(jié)器，用以消 除靜差并改善動(dòng)態(tài)性能，其傳遞函數(shù)為除靜差并改善動(dòng)態(tài)性能，其傳遞函數(shù)為 s s KsW n n nASR 1 )( 晶閘管交流調(diào)壓器和觸發(fā)裝置晶閘管交流調(diào)壓器和觸發(fā)裝置 裝置的輸入裝置的輸入- -輸出關(guān)系原則上是非線(xiàn)性的，輸出關(guān)系原則上是非線(xiàn)性的， 在一定范圍內(nèi)可假定為線(xiàn)性

43、函數(shù)，在動(dòng)態(tài)在一定范圍內(nèi)可假定為線(xiàn)性函數(shù)，在動(dòng)態(tài) 中可以近似成一階慣性環(huán)節(jié)，正如直流調(diào)中可以近似成一階慣性環(huán)節(jié)，正如直流調(diào) 速系統(tǒng)中的晶閘管觸發(fā)和整流裝置那樣。速系統(tǒng)中的晶閘管觸發(fā)和整流裝置那樣。 傳遞函數(shù)可寫(xiě)成傳遞函數(shù)可寫(xiě)成 1 )( s s VGT sT K sW 其近似條件是其近似條件是 對(duì)于三相全波對(duì)于三相全波Y Y聯(lián)結(jié)調(diào)壓電路，可取聯(lián)結(jié)調(diào)壓電路，可取 Ts = 3.3ms 對(duì)其他型式的調(diào)壓電路則須另行考慮。對(duì)其他型式的調(diào)壓電路則須另行考慮。 s c 3 1 T 測(cè)速反饋環(huán)節(jié)測(cè)速反饋環(huán)節(jié) 考慮到反饋濾波作用，測(cè)速反饋環(huán)節(jié)考慮到反饋濾波作用，測(cè)速反饋環(huán)節(jié)FBS 的傳遞函數(shù)可寫(xiě)成的傳遞函數(shù)

44、可寫(xiě)成 1 )( on FBS sT sW 異步電機(jī)近似的傳遞函數(shù)異步電機(jī)近似的傳遞函數(shù) 異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)過(guò)程是由一組非線(xiàn)性微異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)過(guò)程是由一組非線(xiàn)性微 分方程描述的，要用一個(gè)傳遞函數(shù)來(lái)準(zhǔn)確分方程描述的，要用一個(gè)傳遞函數(shù)來(lái)準(zhǔn)確 地表示它的輸入輸出關(guān)系是不可能的地表示它的輸入輸出關(guān)系是不可能的 在一定的假定條件下，用穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)在一定的假定條件下，用穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn) 附近的微偏線(xiàn)性化方法求出一種近似的傳附近的微偏線(xiàn)性化方法求出一種近似的傳 遞函數(shù)。遞函數(shù)。 異步電動(dòng)機(jī)等效電路異步電動(dòng)機(jī)等效電路 圖圖5-3 異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路 Us 1 RsLls Llr LmRr /

45、s Is I0 Ir Lm （1）異步電機(jī)近似的線(xiàn)性機(jī)械特性）異步電機(jī)近似的線(xiàn)性機(jī)械特性 由式（由式（5-3）已知電磁轉(zhuǎn)矩為）已知電磁轉(zhuǎn)矩為 （5-3） 當(dāng)當(dāng) s 很小時(shí)，可以認(rèn)為很小時(shí)，可以認(rèn)為 2 rs 2 1 2 r s1 r 2 sp e )()( /3 ll LL s R R sRUn T s R R r s s R LL ll r rs1 )( 且且 后者相當(dāng)于忽略異步電機(jī)的漏感電磁慣后者相當(dāng)于忽略異步電機(jī)的漏感電磁慣 性。在此條件下，性。在此條件下， （5-6） 這是在上述條件下異步電機(jī)近似的線(xiàn)性這是在上述條件下異步電機(jī)近似的線(xiàn)性 機(jī)械特性。機(jī)械特性。 sU R n T 2 s

46、r1 p e 3 （2）穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算）穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算 設(shè)設(shè)A為近似線(xiàn)性機(jī)械特性上的一個(gè)穩(wěn)態(tài)工為近似線(xiàn)性機(jī)械特性上的一個(gè)穩(wěn)態(tài)工 作點(diǎn)，則在作點(diǎn)，則在A點(diǎn)上點(diǎn)上 （5-7） 在在A點(diǎn)附近有微小偏差時(shí)，點(diǎn)附近有微小偏差時(shí)，Te= TeA+ Te ， Us = UsA + Us ，而，而 s = sA + s，代入式，代入式 （5-6）得）得 A 2 sA r1 p eA 3 sU R n T （3）微偏線(xiàn)性化）微偏線(xiàn)性化 將上式展開(kāi)，并忽略?xún)蓚€(gè)和兩個(gè)以上微將上式展開(kāi)，并忽略?xún)蓚€(gè)和兩個(gè)以上微 偏量的乘積，則偏量的乘積，則 （5-8） )()( 3 A 2 ssA r1 p eeA ssUU R n

47、TT )2( 3 2 sAsAsAA 2 sA r1 p eeA sUUsUsU R n TT 從式（從式（5-8）中減去式（）中減去式（5-7），得），得 （5-9） )2( 3 2 sAsAsA r1 p e sUUsU R n T 1 s 已知轉(zhuǎn)差率已知轉(zhuǎn)差率 ，其中，其中 1是同步角轉(zhuǎn)是同步角轉(zhuǎn) 速，速， 是轉(zhuǎn)子角轉(zhuǎn)速，則是轉(zhuǎn)子角轉(zhuǎn)速，則 (5-10) 1 1 s 將式（將式（5-10）代入式（）代入式（5-9），得），得 （5-11） 式（式（5-11）就是）就是在穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)附近微偏量在穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)附近微偏量 Te與與 Us和和 間的關(guān)系間的關(guān)系。 )2( 3 1 2 sA sAsA

48、r1 p e U UsU R n T 帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方 程式為程式為 按上面相同的方法處理，可得在穩(wěn)態(tài)工按上面相同的方法處理，可得在穩(wěn)態(tài)工 作點(diǎn)作點(diǎn)A附近的微偏量運(yùn)動(dòng)方程式為附近的微偏量運(yùn)動(dòng)方程式為 （5-12） tn J TT d d p Le tn J TT d )(d p Le 將式（將式（5-11）和（）和（5-12）的微偏量關(guān)系畫(huà)）的微偏量關(guān)系畫(huà) 在一起，即得異步電機(jī)在忽略電磁慣性時(shí)在一起，即得異步電機(jī)在忽略電磁慣性時(shí) 的微偏線(xiàn)性化動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如圖的微偏線(xiàn)性化動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如圖5-9所示。所示。 如果只考慮如果只考慮 U1到到 之間的

49、傳遞函數(shù)，可之間的傳遞函數(shù)，可 先取先取 TL = 0，圖，圖5-9中小閉環(huán)傳遞函數(shù)可中小閉環(huán)傳遞函數(shù)可 變換成變換成 r 2 1 2 sAp p p r 2 s 2 sAp p 3 s 1 s 3 1 s R Un n J J n R Un J n （4）近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖）近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 3np 1Rr 2UsASA 3npU 2sA s2 Rr np Js Us Te TL + - - 圖圖5-9 忽略電磁慣性時(shí)異步電機(jī)微偏線(xiàn)性化的近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖忽略電磁慣性時(shí)異步電機(jī)微偏線(xiàn)性化的近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 （5）異步電機(jī)的近似線(xiàn)性化傳遞函數(shù)）異步電機(jī)的近似線(xiàn)性化傳遞函數(shù) 于是，異步電機(jī)的近似線(xiàn)性化傳遞函

50、數(shù)為于是，異步電機(jī)的近似線(xiàn)性化傳遞函數(shù)為 1 1 3 2 3 2 3 )( )( )( m MA 2 sA 2 p r 2 1 sA 1A r 2 1 2 sAp p AsA r1 p s MA sT K s Un RJ U s R Un s n J sU R n sU s sW 式中式中 KMA 異步電機(jī)的傳遞系數(shù)，異步電機(jī)的傳遞系數(shù)， Tm 異步電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常異步電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常 數(shù)，數(shù)， sA A1 sA 1A MA )(22 UU s K 2 sA 2 p r 2 1 m 3 Un RJ T 由于忽略了電磁慣性，只剩下同軸旋轉(zhuǎn)由于忽略了電磁慣性，只剩下同軸旋轉(zhuǎn) 體的機(jī)

51、電慣性，異步電機(jī)便近似成一個(gè)線(xiàn)體的機(jī)電慣性，異步電機(jī)便近似成一個(gè)線(xiàn) 性的一階慣性環(huán)節(jié)，即性的一階慣性環(huán)節(jié)，即 (5-13) 把得到的四個(gè)傳遞函數(shù)式寫(xiě)入圖把得到的四個(gè)傳遞函數(shù)式寫(xiě)入圖5-8中各中各 方框內(nèi)，即得異步電機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)微偏方框內(nèi)，即得異步電機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)微偏 線(xiàn)性化的線(xiàn)性化的近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 1)( )( )( m MA s MA sT K sU s sW 最后，應(yīng)該再?gòu)?qiáng)調(diào)一下，具體使用這個(gè)最后，應(yīng)該再?gòu)?qiáng)調(diào)一下，具體使用這個(gè) 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖時(shí)要注意下述兩點(diǎn)：動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖時(shí)要注意下述兩點(diǎn)： n由于它是偏微線(xiàn)性化模型，只能用于機(jī)由于它是偏微線(xiàn)性化模型，只能用于機(jī) 械特性線(xiàn)性段上工作

52、點(diǎn)附近的穩(wěn)定性判械特性線(xiàn)性段上工作點(diǎn)附近的穩(wěn)定性判 別和動(dòng)態(tài)校正，不適用于起制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速別和動(dòng)態(tài)校正，不適用于起制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速 大范圍變化的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。大范圍變化的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。 n由于它完全忽略了電磁慣性，分析與計(jì)由于它完全忽略了電磁慣性，分析與計(jì) 算有很大的近似性。算有很大的近似性。 返回目錄返回目錄 *5.6 變壓控制在軟起動(dòng)器和輕載降壓節(jié)變壓控制在軟起動(dòng)器和輕載降壓節(jié) 能運(yùn)行中的應(yīng)用能運(yùn)行中的應(yīng)用 除了調(diào)速系統(tǒng)以外，異步電動(dòng)機(jī)的變壓 控制在軟起動(dòng)器軟起動(dòng)器和輕載降壓節(jié)能輕載降壓節(jié)能運(yùn)行中也 得到了廣泛的應(yīng)用 *5.6.1 軟起動(dòng)器軟起動(dòng)器 起動(dòng)電流問(wèn)題起動(dòng)電流問(wèn)題 常用的三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)

53、格便宜，常用的三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜， 而且性能良好，運(yùn)行可靠。而且性能良好，運(yùn)行可靠。 對(duì)于小容量電動(dòng)機(jī)，只要供電網(wǎng)絡(luò)和變壓器的容對(duì)于小容量電動(dòng)機(jī)，只要供電網(wǎng)絡(luò)和變壓器的容 量足夠大（一般要求比電機(jī)容量大量足夠大（一般要求比電機(jī)容量大4倍以上），倍以上）， 而供電線(xiàn)路并不太長(zhǎng)（起動(dòng)電流造成的瞬時(shí)電壓而供電線(xiàn)路并不太長(zhǎng)（起動(dòng)電流造成的瞬時(shí)電壓 降落低于降落低于10%15%），可以直接通電起動(dòng)，操），可以直接通電起動(dòng)，操 作也很簡(jiǎn)便。作也很簡(jiǎn)便。 對(duì)于容量大一些的電動(dòng)機(jī)，問(wèn)題就不這么簡(jiǎn)單了。對(duì)于容量大一些的電動(dòng)機(jī)，問(wèn)題就不這么簡(jiǎn)單了。 n 起動(dòng)電流和轉(zhuǎn)矩公式起動(dòng)電流和轉(zhuǎn)矩公式 起動(dòng)時(shí)，

54、起動(dòng)時(shí)，s =1，因此起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩分，因此起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩分 別為別為 2 rs 2 1 2 rs s rstsst ll LLRR U II 2 rs 2 1 2 rs1 r 2 sp est 3 ll LLRR RUn T （5-19） （5-20） 由上述二式不難看出，由上述二式不難看出，在一般情況下，三相在一般情況下，三相 異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流比較大，而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流比較大，而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不 大大。對(duì)于一般的籠型電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)。對(duì)于一般的籠型電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn) 矩對(duì)其額定值的倍數(shù)大約為矩對(duì)其額定值的倍數(shù)大約為 74 sN sst I I I K

55、3 . 19 . 0 eN est T T T K 起動(dòng)電流倍數(shù)起動(dòng)電流倍數(shù) 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù) n 起動(dòng)電流和轉(zhuǎn)矩分析起動(dòng)電流和轉(zhuǎn)矩分析 起動(dòng)電流和轉(zhuǎn)矩分析（續(xù)）起動(dòng)電流和轉(zhuǎn)矩分析（續(xù)） 中、大容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流大，會(huì)中、大容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流大，會(huì) 使電網(wǎng)壓降過(guò)大，影響其他用電設(shè)備的正使電網(wǎng)壓降過(guò)大，影響其他用電設(shè)備的正 常運(yùn)行，甚至使該電動(dòng)機(jī)本身根本起動(dòng)不常運(yùn)行，甚至使該電動(dòng)機(jī)本身根本起動(dòng)不 起來(lái)。起來(lái)。 這時(shí)，必須采取措施來(lái)降低其起動(dòng)電這時(shí)，必須采取措施來(lái)降低其起動(dòng)電 流，常用的辦法是流，常用的辦法是降壓起動(dòng)降壓起動(dòng)。 n 降壓起動(dòng)的矛盾降壓起動(dòng)的矛盾 當(dāng)電壓降低時(shí)，起動(dòng)電流將

56、隨電壓成正比當(dāng)電壓降低時(shí)，起動(dòng)電流將隨電壓成正比 地降低，從而可以避開(kāi)起動(dòng)電流沖擊的高地降低，從而可以避開(kāi)起動(dòng)電流沖擊的高 峰。峰。 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 的減小將比起動(dòng)電流的降低更快，的減小將比起動(dòng)電流的降低更快，降壓起降壓起 動(dòng)時(shí)又會(huì)出現(xiàn)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩夠不夠的問(wèn)題動(dòng)時(shí)又會(huì)出現(xiàn)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩夠不夠的問(wèn)題。 為了避免這個(gè)麻煩，降壓起動(dòng)只適用于中、為了避免這個(gè)麻煩，降壓起動(dòng)只適用于中、 大容量電動(dòng)機(jī)空載（或輕載）起動(dòng)的場(chǎng)合。大容量電動(dòng)機(jī)空載（或輕載）起動(dòng)的場(chǎng)合。 n 傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)方法傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)方法 傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)方法有：傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)方法有： l星星

57、-三角（三角（Y-）起動(dòng)）起動(dòng) l定子串電阻或電抗起動(dòng)定子串電阻或電抗起動(dòng) l自耦變壓器（又稱(chēng)起動(dòng)補(bǔ)償器）降壓起動(dòng)自耦變壓器（又稱(chēng)起動(dòng)補(bǔ)償器）降壓起動(dòng) 它們都是一級(jí)降壓起動(dòng)，起動(dòng)過(guò)程中電它們都是一級(jí)降壓起動(dòng)，起動(dòng)過(guò)程中電 流有兩次沖擊，其幅值都比直接起動(dòng)電流流有兩次沖擊，其幅值都比直接起動(dòng)電流 低，而起動(dòng)過(guò)程時(shí)間略長(zhǎng)低，而起動(dòng)過(guò)程時(shí)間略長(zhǎng) n 軟起動(dòng)方法軟起動(dòng)方法 現(xiàn)代帶現(xiàn)代帶電流閉環(huán)的電子控制軟起動(dòng)器電流閉環(huán)的電子控制軟起動(dòng)器可可 以限制起動(dòng)電流并保持恒值，直到轉(zhuǎn)速升以限制起動(dòng)電流并保持恒值，直到轉(zhuǎn)速升 高后電流自動(dòng)衰減下來(lái)（圖高后電流自動(dòng)衰減下來(lái)（圖5-12中曲線(xiàn)中曲線(xiàn)c），）， 起動(dòng)時(shí)間也短于一級(jí)降壓起動(dòng)。主電路采起動(dòng)時(shí)間也短于一級(jí)降壓起動(dòng)。主電路采 用晶閘管交流調(diào)壓器，用連續(xù)地改變其輸用晶閘管交流調(diào)壓器，用連續(xù)地改變其輸 出電壓來(lái)保證恒流起動(dòng)，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)可用出電壓來(lái)保證恒流起動(dòng)，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)可用 接觸器給晶閘管旁路，以免晶閘管不必要接觸器給晶閘管旁路，以免晶閘管不必要 地長(zhǎng)期工作。地長(zhǎng)期工作。 軟起動(dòng)方法（續(xù)）軟起動(dòng)方法（續(xù)） 視起動(dòng)時(shí)所帶負(fù)載的大小，起動(dòng)電流可視起動(dòng)時(shí)所帶負(fù)載的大小，起動(dòng)電流可 在在 (0.54) IsN 之間調(diào)整，以獲得最佳的起動(dòng)之間調(diào)整，以獲得最佳的起動(dòng) 效果