電力拖動自動控制系統(tǒng)課件一三

第2篇電力拖動自動控制系統(tǒng)交流拖動控制系統(tǒng)內(nèi)容提要概述交流調(diào)速系統(tǒng)的主要類型交流變壓調(diào)速系統(tǒng)交流變頻調(diào)速系統(tǒng)*繞線轉(zhuǎn)子異步電機雙饋調(diào)速系統(tǒng)——轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng)*同步電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)概述

直流電力拖動和交流電力拖動在19世紀(jì)先后誕生。在20世紀(jì)上半葉的年代里，鑒于直流拖動具有優(yōu)越的調(diào)速性能，高性能可調(diào)速拖動都采用直流電機，而約占電力拖動總?cè)萘?0%以上的不變速拖動系統(tǒng)則采用交流電機，這種分工在一段時期內(nèi)已成為一種舉世公認的格局。交流調(diào)速系統(tǒng)的多種方案雖然早已問世，并已獲得實際應(yīng)用，但其性能卻始終無法與直流調(diào)速系統(tǒng)相匹敵。

直到20世紀(jì)60~70年代，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，使得采用電力電子變換器的交流拖動系統(tǒng)得以實現(xiàn)，特別是大規(guī)模集成電路和計算機控制的出現(xiàn)，高性能交流調(diào)速系統(tǒng)便應(yīng)運而生，一直被認為是天經(jīng)地義的交直流拖動按調(diào)速性能分工的格局終于被打破了。這時，直流電機具有電刷和換相器因而必須經(jīng)常檢查維修、換向火花使直流電機的應(yīng)用環(huán)境受到限制、以及換向能力限制了直流電機的容量和速度等缺點日益突出起來，用交流可調(diào)拖動取代直流可調(diào)拖動的呼聲越來越強烈，交流拖動控制系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前電力拖動控制的主要發(fā)展方向。交流拖動控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域主要有三個方面：一般性能的節(jié)能調(diào)速

高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)

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

在過去大量的所謂“不變速交流拖動”中，風(fēng)機、水泵等通用機械的容量幾乎占工業(yè)電力拖動總?cè)萘康囊话胍陨?，其中有不少場合并不是不需要調(diào)速，只是因為過去的交流拖動本身不能調(diào)速，不得不依賴擋板和閥門來調(diào)節(jié)送風(fēng)和供水的流量，因而把許多電能白白地浪費了。一般性能的節(jié)能調(diào)速（續(xù)）如果換成交流調(diào)速系統(tǒng)，把消耗在擋板和閥門上的能量節(jié)省下來，每臺風(fēng)機、水泵平均都可以節(jié)約20~30%以上的電能，效果是很可觀的。但風(fēng)機、水泵的調(diào)速范圍和對動態(tài)快速性的要求都不高，只需要一般的調(diào)速性能。2.高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)許多在工藝上需要調(diào)速的生產(chǎn)機械過去多用直流拖動，鑒于交流電機比直流電機結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、工作可靠、維護方便、慣量小、效率高，如果改成交流拖動，顯然能夠帶來不少的效益。但是，由于交流電機原理上的原因，其電磁轉(zhuǎn)矩難以像直流電機那樣通過電樞電流施行靈活的實時控制。20世紀(jì)70年代初發(fā)明了矢量控制技術(shù)，或稱磁場定向控制技術(shù)，通過坐標(biāo)變換，把交流電機的定子電流分解成轉(zhuǎn)矩分量和勵磁分量，用來分別控制電機的轉(zhuǎn)矩和磁通，就可以獲得和直流電機相仿的高動態(tài)性能，從而使交流電機的調(diào)速技術(shù)取得了突破性的進展。高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)（續(xù)）高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)（續(xù)）其后，又陸續(xù)提出了直接轉(zhuǎn)矩控制、解耦控制等方法，形成了一系列可以和直流調(diào)速系統(tǒng)媲美的高性能交流調(diào)速系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)。3.特大容量、極高轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速直流電機的換向能力限制了它的容量轉(zhuǎn)速積不超過106kW

·r/min，超過這一數(shù)值時，其設(shè)計與制造就非常困難了。交流電機沒有換向器，不受這種限制，因此，特大容量的電力拖動設(shè)備，如厚板軋機、礦井卷揚機等，以及極高轉(zhuǎn)速的拖動，如高速磨頭、離心機等，都以采用交流調(diào)速為宜。

交流調(diào)速系統(tǒng)的主要類型

交流電機主要分為異步電機（即感應(yīng)電機）和同步電機兩大類，每類電機又有不同類型的調(diào)速系統(tǒng)。

現(xiàn)有文獻中介紹的異步電機調(diào)速系統(tǒng)種類繁多，可按照不同的角度進行分類。按電動機的調(diào)速方法分類常見的交流調(diào)速方法有：①降電壓調(diào)速；②轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速；③轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速；④繞線電機串級調(diào)速或雙饋電機調(diào)速；⑤變極對數(shù)調(diào)速；⑥變壓變頻調(diào)速等等。在研究開發(fā)階段，人們從多方面探索調(diào)速的途徑，因而種類繁多是很自然的。現(xiàn)在交流調(diào)速的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，為了深入掌握其基本原理，就不能滿足于這種表面上的羅列，而要進一步探討其本質(zhì)，認識交流調(diào)速的基本規(guī)律。~按電動機的能量轉(zhuǎn)換類型分類

按照交流異步電機的原理，從定子傳入轉(zhuǎn)子的電磁功率可分成兩部分：一部分是拖動負載的有效功率，稱作機械功率；另一部分是傳輸給轉(zhuǎn)子電路的轉(zhuǎn)差功率，與轉(zhuǎn)差率s成正比。PmechPmPs即Pm=Pmech+Ps

Pmech=(1–s)Pm

Ps=sPm從能量轉(zhuǎn)換的角度上看，轉(zhuǎn)差功率是否增大，是消耗掉還是得到回收，是評價調(diào)速系統(tǒng)效率高低的標(biāo)志。從這點出發(fā)，可以把異步電機的調(diào)速系統(tǒng)分成三類。1.轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)

這種類型的全部轉(zhuǎn)差功率都轉(zhuǎn)換成熱能消耗在轉(zhuǎn)子回路中，上述的第①、②、③三種調(diào)速方法都屬于這一類。在三類異步電機調(diào)速系統(tǒng)中，這類系統(tǒng)的效率最低，而且越到低速時效率越低，它是以增加轉(zhuǎn)差功率的消耗來換取轉(zhuǎn)速的降低的（恒轉(zhuǎn)矩負載時）?？墒沁@類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備成本最低，所以還有一定的應(yīng)用價值。2.轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng)在這類系統(tǒng)中，除轉(zhuǎn)子銅損外，大部分轉(zhuǎn)差功率在轉(zhuǎn)子側(cè)通過變流裝置饋出或饋入，轉(zhuǎn)速越低，能饋送的功率越多，上述第④種調(diào)速方法屬于這一類。無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，因此這類系統(tǒng)的效率較高，但要增加一些設(shè)備。3.轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)在這類系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)差功率只有轉(zhuǎn)子銅損，而且無論轉(zhuǎn)速高低，轉(zhuǎn)差功率基本不變，因此效率更高，上述的第⑤、⑥兩種調(diào)速方法屬于此類。其中變極對數(shù)調(diào)速是有級的，應(yīng)用場合有限。只有變壓變頻調(diào)速應(yīng)用最廣，可以構(gòu)成高動態(tài)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機容量相當(dāng)?shù)淖儔鹤冾l器，相比之下，設(shè)備成本最高。

同步三電機三的調(diào)三速同步三電機三沒有三轉(zhuǎn)差三，也三就沒三有轉(zhuǎn)三差功三率，三所以三同步三電機三調(diào)速三系統(tǒng)三只能三是轉(zhuǎn)三差功三率不三變型三（恒三等于0）的三，而三同步三電機三轉(zhuǎn)子三極對三數(shù)又三是固三定的三，因三此只三能靠三變壓三變頻三調(diào)速三，沒三有像三異步三電機三那樣三的多三種調(diào)三速方三法。在同三步電三機的三變壓三變頻三調(diào)速三方法三中，三從頻三率控三制的三方式三來看三，可三分為他控三變頻三調(diào)速和自控三變頻三調(diào)速兩類三。自控三變頻三調(diào)速利用三轉(zhuǎn)子三磁極三位置三的檢三測信三號來三控制三變壓三變頻三裝置三換相三，類三似于三直流三電機三中電三刷和三換向三器的三作用三，因三此有三時又三稱作三無換三向器三電機三調(diào)速三，或無刷三直流三電機三調(diào)速。開關(guān)三磁阻三電機是一三種特三殊型三式的三同步三電機三，有三其獨三特的三比較三簡單三的調(diào)三速方三法，三在小三容量三交流三電機三調(diào)速三系統(tǒng)三中很三有發(fā)三展前三途。第5章電力三拖動三自動三控制三系統(tǒng)閉環(huán)三控制三的異三步電三動機三變壓三調(diào)速三系統(tǒng)——一種三轉(zhuǎn)差三功率三消耗三型調(diào)三速系三統(tǒng)本章三提要異步三電動三機變?nèi)龎赫{(diào)三速電三路異步三電動機改三變電三壓時三的機三械特三性閉環(huán)三控制三的變?nèi)龎赫{(diào)三速系三統(tǒng)及三其靜三特性閉環(huán)三變壓三調(diào)速三系統(tǒng)三的近三似動三態(tài)結(jié)三構(gòu)圖轉(zhuǎn)差三功率三損耗三分析變壓三控制三在軟三起動三器和三輕載三降壓三節(jié)能三運行三中的三應(yīng)用5.三1異步三電動三機變?nèi)龎赫{(diào)三速電三路變壓三調(diào)速三是異三步電三機調(diào)三速方三法中三比較三簡便三的一三種。由電三力拖三動原三理可三知，三當(dāng)異三步電三機等三效電三路的三參數(shù)三不變?nèi)龝r，三在相三同的三轉(zhuǎn)速三下，三電磁三轉(zhuǎn)矩三與定三子電三壓的三平方三成正三比，三因此三，改三變定三子外三加電三壓就三可以三改變?nèi)龣C械三特性三的函三數(shù)關(guān)三系，三從而三改變?nèi)姍C三在一三定負三載轉(zhuǎn)三矩下三的轉(zhuǎn)三速。過去三改變?nèi)涣魅妷喝姆饺ǘ嗳米匀钭內(nèi)龎浩魅驇绷魅呕@組三的飽三和電三抗器三，自三從電三力電三子技三術(shù)興三起以三后，三這類三比較三笨重三的電三磁裝三置就三被晶三閘管三交流三調(diào)壓三器取三代了三。目前三，交三流調(diào)三壓器三一般三用三三對晶三閘管三反并三聯(lián)或三三個三雙向三晶閘三管分三別串三接在三三相三電路三中，三主電三路接三法有三多種三方案三，用三相位三控制三改變?nèi)敵鋈妷喝型接三法0負載abca)uaubuciaUa0VT1VT2VT3型接三法負載b)abcuaubucia交流三變壓三調(diào)速三系統(tǒng)三可控三電源M3~~TVC利用三晶閘三管交三流調(diào)三壓器三變壓三調(diào)速TV三C——雙向三晶閘三管交三流調(diào)三壓器圖5-三1利用三晶閘三管交三流調(diào)三壓器三變壓三調(diào)速控制三方式TV三C的變壓三控制三方式電路三結(jié)構(gòu)三：采用三晶閘三管反三并聯(lián)三供電三方式三，實三現(xiàn)異三步電三動機三可逆三和制三動。圖5-三2采用三晶閘三管反三并聯(lián)三的異三步電三動機三可逆三和制三動電三路可逆三和制三動控三制反向三運行三方式圖5-三2所示三為采三用晶三閘管三反并三聯(lián)的三異步三電動三機可三逆和三制動三電路三，其三中，三晶閘三管1~三6控制三電動三機正三轉(zhuǎn)運三行，三反轉(zhuǎn)三時，三可由三晶閘三管1，4和7~三10提供三逆相三序電三源，三同時三也可三用于三反接三制動三。制動三運行三方式當(dāng)需三要能三耗制三動時三，可三以根三據(jù)制三動電三路的三要求三選擇三某幾三個晶三閘管三不對三稱地三工作三，例三如讓1，2，6三個三器件三導(dǎo)通三，其三余均三關(guān)斷三，就三可使三定子三繞組三中流三過半三波直三流電三流，三對旋三轉(zhuǎn)著三的電三動機三轉(zhuǎn)子三產(chǎn)生三制動三作用三。必三要時三，還三可以三在制三動電三路中三串入三電阻三以限三制制三動電三流。返回目錄5.三2異步三電動三機改三變電三壓時三的機三械特三性根據(jù)三電機三學(xué)原三理，三在下三述三三個假三定條三件下三：忽略三空間三和時三間諧三波，忽略三磁飽三和，忽略三鐵損三，異步三電機三的穩(wěn)三態(tài)等三效電三路示三于圖5-三3。異步三電動三機等三效電三路圖5-3異步電動機的穩(wěn)態(tài)等效電路

Us1RsLlsL’lrLmR’r/sIsI0I’rLm參數(shù)三定義Rs、R’r——定子三每相三電阻三和折三合到三定子三側(cè)的轉(zhuǎn)子三每相三電阻三；Lls、L’lr——定子三每相三漏感三和折三合到三定子三側(cè)的轉(zhuǎn)子三每相三漏感三；Lm——定子三每相三繞組三產(chǎn)生三氣隙三主磁三通的等效三電感三，即三勵磁三電感三；Us、1——定子三相電三壓和三供電三角頻三率；s——轉(zhuǎn)差三率。電流三公式由圖三可以三導(dǎo)出(5三-1三)式中在一三般情三況下三，LmLl1，則，C11這相三當(dāng)于三將上三述假三定條三件的三第③條改三為忽三略鐵三損和三勵磁三電流三。這三樣，三電流三公式三可簡三化成(5三-2三)轉(zhuǎn)矩三公式令電三磁功三率Pm=三3Ir'2Rr'/s同步三機械三角轉(zhuǎn)三速m1=1/np式中np—極對三數(shù)，三則異三步電三機的三電磁三轉(zhuǎn)矩三為（5-三3）式（5三-三3）就三是異三步電三機的三機械三特性三方程三式。三它表三明，三當(dāng)轉(zhuǎn)三速或三轉(zhuǎn)差三率一三定時三，電磁三轉(zhuǎn)矩三與定三子電三壓的三平方三成正三比。這樣三，不三同電三壓下三的機三械特三性便三如圖5-三4所示三，圖三中，UsN表示三額定三定子三電壓三。異步三電動三機機三械特三性TeOnn0TemaxsmTLUsN0.三7UsNABCFDE0.三5UsN風(fēng)機三類負三載特三性恒轉(zhuǎn)三矩負三載特三性圖5-三4異步三電動三機不同三電壓三下的三機械三特性最大三轉(zhuǎn)矩三公式將式三（5-三3）對s求導(dǎo)三，并三令dTe/ds=0，可求三出對三應(yīng)于三最大三轉(zhuǎn)矩三時的三靜差三率和三最大三轉(zhuǎn)矩（5-三4）（5-三5）由圖5-三4可見三，帶三恒轉(zhuǎn)三矩負三載工三作時三，普三通籠三型異三步電三機變?nèi)妷喝龝r的三穩(wěn)定三工作三點為A、B、C，轉(zhuǎn)三差率s的變?nèi)度龂蝗^0~sm，調(diào)三速范三圍有三限。三如果三帶風(fēng)三機類三負載三運行三，則三工作三點為D、E、F，調(diào)速三范圍三可以三大一三些。為了三能在三恒轉(zhuǎn)三矩負三載下三擴大三調(diào)速三范圍三，并三使電三機能三在較三低轉(zhuǎn)三速下三運行三而不三致過三熱，三就要三求電三機轉(zhuǎn)三子有三較高三的電三阻值三，這三樣的三電機三在變?nèi)妷喝龝r的三機械三特性三繪于三圖5-三5。顯然三，帶三恒轉(zhuǎn)三矩負三載時三的變?nèi)龎赫{(diào)三速范三圍增三大了三，堵三轉(zhuǎn)工三作也三不致三燒壞三電機三，這三種電三機又三稱作三交流三力矩三電機三。交流三力矩三電機三的機三械特三性TeOnn0UsN0.三7UsNABCTL0.三5UsN恒轉(zhuǎn)三矩負三載特三性圖5-三5高轉(zhuǎn)三子電三阻電三動機三（交三流力三矩電三動機三）在不三同電三壓下三的機三械特三性返回目錄5.三3閉環(huán)三控制三的變?nèi)龎赫{(diào)三速系三統(tǒng)及三其靜三特性采用三普通三異步三電機三的變?nèi)妷喝{(diào)速三時，三調(diào)速三范圍三很窄三，采三用高三轉(zhuǎn)子三電阻三的力三矩電三機可三以增三大調(diào)三速范三圍，三但機三械特三性又三變軟三，因三而當(dāng)三負載三變化三時靜三差率三很大三（見三圖5-三5），三開環(huán)三控制三很難三解決三這個三矛盾三。為此三，對三于恒三轉(zhuǎn)矩三性質(zhì)三的負三載，三要求三調(diào)速三范圍三大于D=三2時，三往往三采用三帶轉(zhuǎn)三速反三饋的三閉環(huán)三控制三系統(tǒng)三（見三圖5-三6a）。1.系統(tǒng)三組成圖5-6帶轉(zhuǎn)速負反饋閉環(huán)控制的交流變壓調(diào)速系統(tǒng)ASRU*n+-UnGT+M3~TGa)原理圖

--~Ucn2.系統(tǒng)三靜特三性eTOnn0TLUsNAA’A’’Usmin恒轉(zhuǎn)矩負載特性圖5-6b閉環(huán)控制變壓調(diào)速系統(tǒng)的靜特性U*n3U*n1U*n2圖5-三6b所示三的是三閉環(huán)三控制三變壓三調(diào)速三系統(tǒng)三的靜三特性三。當(dāng)三系統(tǒng)三帶負三載在A點運三行時三，如三果負三載增三大引三起轉(zhuǎn)三速下三降，三反饋三控制三作用三能提三高定三子電三壓，三從而三在右三邊一三條機三械特三性上三找到三新的三工作三點A’。同理三，當(dāng)三負載三降低三時，三會在三左邊三一條三特性三上得三到定三子電三壓低三一些三的工三作點A’三’。按照三反饋三控制三規(guī)律三，將A’三’、A、A’連接三起來三便是三閉環(huán)三系統(tǒng)三的靜三特性三。盡三管異三步電三機的三開環(huán)三機械三特性三和直三流電三機的三開環(huán)三特性三差別三很大三，但三是在三不同三電壓三的開三環(huán)機三械特三性上三各取三一個三相應(yīng)三的工三作點三，連三接起三來便三得到三閉環(huán)三系統(tǒng)三靜特三性，三這樣三的分三析方三法對三兩種三電機三是完三全一三致的三。盡管三異步三力矩三電機三的機三械特三性很三軟，三但由三系統(tǒng)三放大三系數(shù)三決定三的閉三環(huán)系三統(tǒng)靜三特性三卻可三以很三硬。如果三采用PI調(diào)節(jié)三器，三照樣三可以三做到三無靜三差。三改變?nèi)o定三信號三，則三靜特三性平三行地三上下三移動三，達三到調(diào)三速的三目的三。變壓三調(diào)速三系統(tǒng)三的特三點異步三電機三閉環(huán)三變壓三調(diào)速三系統(tǒng)三不同三于直三流電三機閉三環(huán)變?nèi)龎赫{(diào)三速系三統(tǒng)的三地方三是：三靜特三性左三右兩三邊都三有極三限，三不能三無限三延長三，它三們是三額定三電壓UsN下的三機械三特性三和最三小輸三出電三壓Usm三in下的三機械三特性三。當(dāng)負三載變?nèi)瘯r三，如三果電三壓調(diào)三節(jié)到三極限三值，三閉環(huán)三系統(tǒng)三便失三去控三制能三力，三系統(tǒng)三的工三作點三只能三沿著三極限三開環(huán)三特性三變化三。3.系統(tǒng)三靜態(tài)三結(jié)構(gòu)Ksn=f(Us,Te)

ASRU*nUnUcUs--TLn圖5-7異步電機閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)三圖5-三6a所示三的原三理圖三，可三以畫三出靜三態(tài)結(jié)三構(gòu)圖三，如三圖5-三7所示三。圖三中，Ks=Us/Uc為晶三閘管三交流三調(diào)壓三器和三觸發(fā)三裝置三的放三大系三數(shù)；=Un/n為轉(zhuǎn)三速反三饋系三數(shù)；AS三R采用PI調(diào)節(jié)三器；n=f(Us,Te)是式三（5-三3）所三表達三的異三步電三機機三械特三性方三程式三，它三是一三個非三線性三函數(shù)三。穩(wěn)態(tài)三時，Un*=Un=nTe=TL根據(jù)三負載三需要三的n和TL可由三式（5-三3）計三算出三或用三機械三特性三圖解三法求三出所三需的Us以及三相應(yīng)三的Uc。返回目錄5.三4閉環(huán)三變壓三調(diào)速三系統(tǒng)三的近三似動三態(tài)結(jié)三構(gòu)圖對系三統(tǒng)進三行動三態(tài)分三析和三設(shè)計三時，三須先三繪出三動態(tài)三結(jié)構(gòu)三圖。三由圖5-三7的靜三態(tài)結(jié)三構(gòu)圖三可以三得到三動態(tài)三結(jié)構(gòu)三圖，三如圖5-三8所示三。其中三有些三環(huán)節(jié)三的傳三遞函三數(shù)可三以直三接寫三出來三，只三有異三步電三機傳三遞函三數(shù)的三推導(dǎo)三須費三一番三周折三。系統(tǒng)三動態(tài)三結(jié)構(gòu)圖5-8異步電動機閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖

MA——異步電機FBS——測速反饋環(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)速三調(diào)節(jié)三器AS三R轉(zhuǎn)速三調(diào)節(jié)三器AS三R常用PI調(diào)節(jié)三器，三用以三消除三靜差三并改三善動三態(tài)性三能，三其傳三遞函三數(shù)為晶閘三管交三流調(diào)三壓器三和觸三發(fā)裝三置裝置三的輸三入-輸出三關(guān)系三原則三上是三非線三性的三，在三一定三范圍三內(nèi)可三假定三為線三性函三數(shù)，三在動三態(tài)中三可以三近似三成一三階慣三性環(huán)三節(jié)，三正如三直流三調(diào)速三系統(tǒng)三中的三晶閘三管觸三發(fā)和三整流三裝置三那樣三。傳三遞函三數(shù)可三寫成其近三似條三件是對于三三相三全波Y聯(lián)結(jié)三調(diào)壓三電路三，可三取Ts=三3.三3m三s對其三他型三式的三調(diào)壓三電路三則須三另行三考慮三。測速三反饋三環(huán)節(jié)考慮三到反三饋濾三波作三用，三測速三反饋三環(huán)節(jié)FB三S的傳三遞函三數(shù)可三寫成異步三電機三近似三的傳三遞函三數(shù)異步三電機三的動三態(tài)過三程是三由一三組非三線性三微分三方程三描述三的，三要用三一個三傳遞三函數(shù)三來準(zhǔn)三確地三表示三它的三輸入三輸出三關(guān)系三是不三可能三的。在這三里，三可以三先在三一定三的假三定條三件下三，用三穩(wěn)態(tài)三工作三點附三近的三微偏三線性三化方三法求三出一三種近三似的三傳遞三函數(shù)三。（1）異三步電三機近三似的三線性三機械三特性由式三（5-三3）已三知電三磁轉(zhuǎn)三矩為（5-三3）當(dāng)s很小三時，三可以三認為且后者三相當(dāng)三于忽三略異三步電三機的三漏感三電磁三慣性三。在三此條三件下三，（5-三6）這是三在上三述條三件下三異步三電機三近似三的線三性機三械特三性。（2）穩(wěn)三態(tài)工三作點三計算設(shè)A為近三似線三性機三械特三性上三的一三個穩(wěn)三態(tài)工三作點三，則三在A點上（5-三7）在A點附三近有三微小三偏差三時，Te=TeA+Te，Us=UsA+Us，而s=sA+s，代三入式三（5-三6）得（3）微三偏線三性化將上三式展三開，三并忽三略兩三個和三兩個三以上三微偏三量的三乘積三，則（5-三8）從式三（5-三8）中三減去三式（5-三7），三得（5-三9）

已知轉(zhuǎn)差率，其中1是同步角轉(zhuǎn)速，是轉(zhuǎn)子角轉(zhuǎn)速，則(5-10)將式三（5-三10）代三入式三（5-三9），三得（5-三11）式（5-三11）就三是在三穩(wěn)態(tài)三工作三點附三近微三偏量Te與Us和間的三關(guān)系三。帶恒三轉(zhuǎn)矩三負載三時電三力拖三動系三統(tǒng)的三運動三方程三式為按上三面相三同的三方法三處理三，可三得在三穩(wěn)態(tài)三工作三點A附近三的微三偏量三運動三方程三式為（5-三12）將式三（5-三11）和三（5-三12）的三微偏三量關(guān)三系畫三在一三起，三即得三異步三電機三在忽三略電三磁慣三性時三的微三偏線三性化三動態(tài)三結(jié)構(gòu)三圖，三如圖5-三9所示三。如果三只考三慮U1到之間三的傳三遞函三數(shù)，三可先三取TL=三0，圖5-三9中小三閉環(huán)三傳遞三函數(shù)三可變?nèi)龘Q成（4）近三似動三態(tài)結(jié)三構(gòu)圖3npω1Rr2UsASA3npU2sAωs2R’rnpJsΔUsΔTeΔTLΔ+--圖5-三9忽略三電磁三慣性三時異三步電三機微三偏線三性化三的近三似動三態(tài)結(jié)三構(gòu)圖（5）異三步電三機的三近似三線性三化傳三遞函三數(shù)于是三，異三步電三機的三近似三線性三化傳三遞函三數(shù)為式中KMA—異步三電機三的傳三遞系三數(shù)，Tm—異步三電機三拖動三系統(tǒng)三的機三電時三間常三數(shù)，由于三忽略三了電三磁慣三性，三只剩三下同三軸旋三轉(zhuǎn)體三的機三電慣三性，三異步三電機三便近三似成三一個三線性三的一三階慣三性環(huán)三節(jié)，三即(5三-1三3)把得三到的三四個三傳遞三函數(shù)三式寫三入圖5-三8中各三方框三內(nèi)，三即得三異步三電機三變壓三調(diào)速三系統(tǒng)三微偏三線性三化的近似三動態(tài)三結(jié)構(gòu)三圖。最后三，應(yīng)三該再三強調(diào)三一下三，具三體使三用這三個動三態(tài)結(jié)三構(gòu)圖三時要三注意三下述三兩點三：由于三它是三偏微三線性三化模三型，三只能三用于三機械三特性三線性三段上三工作三點附三近的三穩(wěn)定三性判三別和三動態(tài)三校正三，不三適用三于起三制動三時轉(zhuǎn)三速大三范圍三變化三的動三態(tài)響三應(yīng)。由于三它完三全忽三略了三電磁三慣性三，分三析與三計算三有很三大的三近似三性。返回目錄*5.三5轉(zhuǎn)差三功率三損耗三分析三（略三）返回目錄*5.三6變壓三控制三在軟三起動三器和三輕載三降壓三節(jié)三能三運行三中的三應(yīng)用除了三調(diào)速三系統(tǒng)三以外三，異三步電三動機三的變?nèi)龎嚎厝圃谲浧鹑齽悠骱洼p載三降壓三節(jié)能運行三中也三得到三了廣三泛的三應(yīng)用三。本節(jié)三主要三介紹三它們?nèi)幕驹恚P(guān)于三其運三行中三的一三些具三體問三題可三參看三參考三文獻[4三2]，[4三3]，[4三4]。*5.三6.三1軟起三動器起動三電流三問題常用三的三三相異三步電三動機三結(jié)構(gòu)三簡單三，價三格便三宜，三而且三性能三良好三，運三行可三靠。三對于三小容三量電三動機三，只三要供三電網(wǎng)三絡(luò)和三變壓三器的三容量三足夠三大（三一般三要求三比電三機容三量大4倍以三上）三，而三供電三線路三并不三太長三（起三動電三流造三成的三瞬時三電壓三降落三低于10三%~三15三%），三可以三直接三通電三起動三，操三作也三很簡三便。三對于三容量三大一三些的三電動三機，三問題三就不三這么三簡單三了。起動三電流三和轉(zhuǎn)三矩公三式在式（5-三2）和式（5-三3）中已三導(dǎo)出三異步三電動三機的三電流三和轉(zhuǎn)三矩方三程式三，起動三時，s=1，因三此起三動電三流和三起動三轉(zhuǎn)矩三分別三為（5-三19）（5-三20）由上三述二三式不三難看三出，三在一三般情三況下三，三三相異三步電三動機三的起三動電三流比三較大三，而三起動三轉(zhuǎn)矩三并不三大。三對于三一般三的籠三型電三動機三，起三動電三流和三起動三轉(zhuǎn)矩三對其三額定三值的三倍數(shù)三大約三為起動三電流三倍數(shù)起動三轉(zhuǎn)矩三倍數(shù)起動三電流三和轉(zhuǎn)三矩分三析起動三電流三和轉(zhuǎn)三矩分三析（三續(xù)）中、三大容三量電三動機三的起三動電三流大三，會三使電三網(wǎng)壓三降過三大，三影響三其他三用電三設(shè)備三的正三常運三行，三甚至三使該三電動三機本三身根三本起三動不三起來三。這三時，三必須三采取三措施三來降三低其三起動三電流三，常三用的三辦法三是降壓三起動。降壓三起動三的矛三盾由式三（5-三19）可三知，三當(dāng)電三壓降三低時三，起三動電三流將三隨電三壓成三正比三地降三低，三從而三可以三避開三起動三電流三沖擊三的高三峰。但是三，式三（5-三20）又三表明三，起三動轉(zhuǎn)三矩與三電壓三的平三方成三正比三，起三動轉(zhuǎn)三矩的三減小三將比三起動三電流三的降三低更三快，三降壓三起動三時又三會出三現(xiàn)起三動轉(zhuǎn)三矩夠三不夠三的問三題。三為了三避免三這個三麻煩三，降壓三起動三只適三用于三中、三大容三量電三動機三空載三（或三輕載三）起三動的三場合。傳統(tǒng)三的降三壓起三動方三法傳統(tǒng)三的降三壓起三動方三法有三：星-三角三（Y-三Δ）起三動定子三串電三阻或三電抗三起動自耦三變壓三器（三又稱三起動三補償三器）三降壓三起動它們?nèi)际侨患壢祲喝饎尤?，起三動過三程中三電流三有兩三次沖三擊，三其幅三值都三比直三接起三動電三流低三，而三起動三過程三時間三略長三，如三圖5-三12所示三。軟起三動方三法現(xiàn)代三帶電三流閉三環(huán)的三電子三控制三軟起三動器三可以三限制三起動三電流三并保三持恒三值，三直到三轉(zhuǎn)速三升高三后電三流自三動衰三減下三來（三圖5-三12中曲三線c），三起動三時間三也短三于一三級降三壓起三動。三主電三路采三用晶三閘管三交流三調(diào)壓三器，三用連三續(xù)地三改變?nèi)漭斎鲭娙龎簛砣ＷC三恒流三起動三，穩(wěn)三定運三行時三可用三接觸三器給三晶閘三管旁三路，三以免三晶閘三管不三必要三地長三期工三作。軟起三動方三法（三續(xù)）視起三動時三所帶三負載三的大三小，三起動三電流三可在(0三.5三~4三)IsN之間三調(diào)整三，以三獲得三最佳三的起三動效三果，三但無三論如三何調(diào)三整都三不宜三于滿三載起三動。三負載三略重三或靜三摩擦三轉(zhuǎn)矩三較大三時，三可在三起動三時突三加短三時的三脈沖三電流三，以三縮短三起動三時間三。軟起三動的三功能三同樣三也可三以用三于制三動，三用以三實現(xiàn)三軟停三車。三種三起動三過程三的電三流比三較圖5-三12異步三電動三機的三起動三過程三與電三流沖三擊一級三降壓三起動軟起三動器直接三起動*5.三6.三2輕載三降壓三節(jié)能三運行電機三功率三損耗三相三異步三電動三機運三行時三的總?cè)龘p耗三可用三下式三表達（5-三21）—定子銅損；—鐵損；—轉(zhuǎn)子銅損；—機械損耗；—雜散