串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理

1、7.2繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)l 在異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中附加交流電動(dòng)勢(shì)調(diào)速的關(guān)鍵就是在轉(zhuǎn)子側(cè)串入一個(gè)可變頻、可變幅的附加電動(dòng)勢(shì) 。怎樣才能獲得這樣的附加電動(dòng)勢(shì)呢？7.2.1串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理 l 對(duì)于轉(zhuǎn)子側(cè)輸出轉(zhuǎn)差功率的情況來說，比較方便的辦法是，將異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電壓先整流成直流電壓，然后再引入一個(gè)附加的直流電動(dòng)勢(shì)，控制此直流附加電動(dòng)勢(shì)的幅值，就可以調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。這樣，就把交流變壓變頻這一復(fù)雜問題，轉(zhuǎn)化為與頻率無關(guān)的直流變壓?jiǎn)栴}，對(duì)問題的分析與工程實(shí)現(xiàn)都更加容易。 7.2.1串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理 l 對(duì)直流附加電動(dòng)勢(shì)的技術(shù)要求：首先，它應(yīng)該是可平滑調(diào)節(jié)的，以滿足對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)

2、速平滑調(diào)節(jié)的要求；其次，從節(jié)能的角度看，希望產(chǎn)生附加直流電動(dòng)勢(shì)的裝置能夠吸收從異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)傳遞來的轉(zhuǎn)差功率并加以利用。l 根據(jù)以上兩點(diǎn)要求，較好的方案是采用工作在有源逆變狀態(tài)的晶閘管可控整流裝置作為產(chǎn)生附加直流電動(dòng)勢(shì)的電源，這就形成了圖7-3a中所示的功率變換單元CU2。圖7-4 電氣串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)原理圖串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理 l 系統(tǒng)在穩(wěn)定工作時(shí)，必有 。 由圖7-4可以寫出整流后的直流回路電壓平衡方程式： 或 (7-5) 式中， 、 UR與UI的電壓整流系數(shù)，如兩者都是三相橋式電路，則； iUdURIUUdidRIUKsEKdTrcos2201122.34KK2K1

3、K串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理 l 從上式中可以看出，Ud中包含了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率s，而 與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子交流電流Ir之間有固定的比例關(guān)系，因此它近似地反映了電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的大小，而角是控制變量。所以該式可以看作是在串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的間接表達(dá)式。dI),(dIfs 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理 l 1起動(dòng) 異步電動(dòng)機(jī)在靜止不動(dòng)時(shí)，其轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)為Er0；控制逆變角，使在起動(dòng)開始的瞬間，Ud與Ui的差值能產(chǎn)生足夠大的Id，以滿足所需的電磁轉(zhuǎn)矩，但又不超過允許的電流值，這樣電動(dòng)機(jī)就可在一定的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩下加速起動(dòng)。串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理 l

4、隨著異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增高，其轉(zhuǎn)子電動(dòng)隨著異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增高，其轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)減少，為了維持加速過程中動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩基勢(shì)減少，為了維持加速過程中動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩基本恒定，必須相應(yīng)地增大本恒定，必須相應(yīng)地增大角以減小角以減小Ui值值，維持，維持 基本恒定。當(dāng)電動(dòng)機(jī)加基本恒定。當(dāng)電動(dòng)機(jī)加速到所需轉(zhuǎn)速時(shí)，不再調(diào)整速到所需轉(zhuǎn)速時(shí)，不再調(diào)整角，電動(dòng)機(jī)角，電動(dòng)機(jī)即在此轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行。即在此轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行。 ()diUU串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理 l 設(shè)此時(shí)的s=s1， = 1,則式（7-5）可寫作l 式中IdL為對(duì)應(yīng)于負(fù)載轉(zhuǎn)矩的直流回路電流。 RIUKEsKdLTr122011cos串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理

5、串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理 l 2調(diào)速l 當(dāng)增大角使=21時(shí)，逆變電壓Ui減小，但電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不能立即改變，所以Id將增大，電磁轉(zhuǎn)矩增大，使電動(dòng)機(jī)加速。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增高， K1sEr0減少， Id回落，直到新的平衡狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)在增高了的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行。式中21 ，s2s1RIUKEsKdLTr222021cos串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理 l 3停車 l 對(duì)于處于低同步轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的雙饋調(diào)速系統(tǒng)，必須在異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)輸入電功率時(shí)才能實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。l 在串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中與轉(zhuǎn)子連接的是不可控整流裝置，它只能從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)輸出電功率，而不可能向轉(zhuǎn)子輸入電功率。因此串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)沒有制串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)沒有制動(dòng)停車功能動(dòng)停車功能。只能靠減小角減小Id，并依靠負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩的作用自由停車。l 結(jié)論：（1）串級(jí)調(diào)速系