繞線式異步電動(dòng)機(jī)的串級(jí)調(diào)速

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1、繞線式異步電動(dòng)機(jī)的串級(jí)調(diào)速摘要：串級(jí)調(diào)速是通過繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路引入附加電勢而產(chǎn)生的。它屬于變轉(zhuǎn)差率來實(shí)現(xiàn)串級(jí)調(diào)速的。與轉(zhuǎn)子串電阻的方式不同，串級(jí)調(diào)速可以將異步電動(dòng)機(jī)的功率加以應(yīng)用（回饋電網(wǎng)或是轉(zhuǎn)化為機(jī)械能送回到電動(dòng)機(jī)軸上），因此效率高。它能實(shí)現(xiàn)無級(jí)平滑調(diào)速，低速時(shí)機(jī)械特性也比較硬。特別是晶閘管低同步串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，技術(shù)難度小，性能比較完善，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速原理基本類型　　串級(jí)調(diào)速是通過繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路引入附加電勢而產(chǎn)生的。它屬于變轉(zhuǎn)差率來實(shí)現(xiàn)串級(jí)調(diào)速的。與轉(zhuǎn)子串電阻的方式不同，串級(jí)調(diào)速可以將異步電動(dòng)機(jī)的功率加以應(yīng)用（回饋電網(wǎng)或是轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

2、送回到電動(dòng)機(jī)軸上），因此效率高。它能實(shí)現(xiàn)無級(jí)平滑調(diào)速，低速時(shí)機(jī)械特性也比較硬。特別是晶閘管低同步串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，技術(shù)難度小，性能比較完善，因而獲得了廣泛的應(yīng)用?！　∫弧⒋?jí)調(diào)速原理及基本類型　　1.1原理　　假定異步電動(dòng)機(jī)的外加電源電壓U1及負(fù)載轉(zhuǎn)矩ML都不變．則電動(dòng)機(jī)在調(diào)速前后轉(zhuǎn)子電流近似保持不變。若在轉(zhuǎn)子回路中引入一個(gè)頻率與轉(zhuǎn)子電勢相同，而相位相同或相反的附電勢Ef則轉(zhuǎn)子電流為　?。ㄊ健?）　　式中：R2：轉(zhuǎn)子回路電阻；　　sX20：轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子繞組每相漏抗　　E20：轉(zhuǎn)子開路相電勢　　電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率s很小，故R2≥sX20。忽略sX20有　?。ㄊ健?）　　上式中，E20為

3、取決于電動(dòng)機(jī)的一個(gè)常數(shù)，所以，改變附加電勢Ef可以改變轉(zhuǎn)差率s，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速?！　≡O(shè)當(dāng)Ef=0時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于額定轉(zhuǎn)速，即n=nN,s=sN,由（式—2）可見，當(dāng)附加電動(dòng)勢與轉(zhuǎn)子相電勢相位相反時(shí)（Ef前取負(fù)號(hào)），改變Ef的大小，可在額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)速，這種調(diào)度方式稱為低同步串級(jí)調(diào)速，且附加電勢與轉(zhuǎn)子相電勢相位相同時(shí)（Ef前取正號(hào)），改變Ef的大小，可在額定轉(zhuǎn)速以上調(diào)速，這種調(diào)度方式稱為超同步串級(jí)調(diào)速（即s<0）?！　〈?jí)調(diào)速四種基本狀態(tài)方式下能量傳遞方式如下圖示，圖中不計(jì)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部各種損耗，即認(rèn)定定子輸入功率P即為轉(zhuǎn)子輸出功率?！　【чl管低同步串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)是在繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)用大

4、功率的晶閘管或二極管，將轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差頻率交流電變?yōu)橹绷麟?，再用晶閘管逆變器將轉(zhuǎn)子電流返回電源以改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的一種調(diào)速方式?！　【чl管低同步串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)主回路見下圖二、串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)主回路主要設(shè)各的參數(shù)計(jì)算與選擇　　1.異步電動(dòng)機(jī)容量的選擇　　考慮到異步電動(dòng)機(jī)輸出的最大轉(zhuǎn)矩的降低，功率因數(shù)的降低和轉(zhuǎn)子損耗增大等因素，不論對(duì)于新設(shè)計(jì)的或是改造的都應(yīng)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的容量進(jìn)行重新選擇的計(jì)算，串級(jí)調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的容量P計(jì)算如下：　　P=Ki*PD　　式中：Ki：串級(jí)調(diào)速系數(shù)，一般取1.2左右。對(duì)于在長期低速運(yùn)行的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，應(yīng)該取大一點(diǎn)?！　D：按照常規(guī)運(yùn)算方式計(jì)算的電動(dòng)機(jī)容量。　　從產(chǎn)品手冊(cè)中選擇的

5、電動(dòng)機(jī)容量P≥PD　　本設(shè)計(jì)采用的是哈爾濱九洲電氣股份有限公司的內(nèi)反饋串級(jí)調(diào)速電機(jī)及其控制裝置技術(shù)手冊(cè)提供的有關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)而成?！　≡撾姍C(jī)定額為連續(xù)定額S1，基本防護(hù)等級(jí)為IP23，基本冷卻方法為ICO1，基本結(jié)構(gòu)和安裝方式為IBM3?！　】刂齐姍C(jī)型號(hào)　　JRNT1512-4　　額定功率　　1050K為　　　　式中：KUT：電壓計(jì)算系數(shù)，見上表　　E2n：轉(zhuǎn)子開路相電勢　　KAV：均壓系數(shù)，一般取0.9。對(duì)于元件不要串聯(lián)時(shí)取1　　由上式可見，整流二極管所承受的最高電壓與最低電壓與系統(tǒng)的調(diào)速范圍D有關(guān)，調(diào)速范圍越高，元件承受的電壓越高　　則：UKRM≥1.5*1.35*1045*(1-1/2.

6、15)/（0.9*3）=419V　　4.1）整流二極管電流的選擇　　在大容量串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中，需要將幾個(gè)整流二極管并聯(lián)使用。設(shè)并聯(lián)支路數(shù)為Np　　=3則每個(gè)整流二極管的電流計(jì)算如下：　　　　式中：KIT：電流計(jì)算系數(shù)，見上表　　Idmax：轉(zhuǎn)子整流器最大直流整流電流　　KAC：均流系數(shù)。其值可取0.8~0.9。對(duì)于元件不并聯(lián)的情況下取1　　（5）逆變囂的參數(shù)計(jì)算與元件選擇　　5.1）逆變變壓器的參數(shù)計(jì)算　　對(duì)于不同的異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子額定電壓和不同的調(diào)速范圍、要求有不同的逆變變壓器二次側(cè)電壓與3其匹配；同時(shí)也希逐轉(zhuǎn)子電路與交流電網(wǎng)之間實(shí)行電隔離，因此一般串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中均需配置逆變變壓器。　?。?

7、）逆變壓器二次側(cè)線電壓：　　根據(jù)最低轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)子最大整流電壓與逆變器最大電壓相等的原則確定：　　　　式中：UT2：逆變變壓器二次側(cè)線電壓　　Udmax：轉(zhuǎn)子整流器最大輸出直流電壓　　KUV：整流電壓計(jì)算系數(shù)。見上表。　　Βmin：最小逆變角，一般取30o　?。?）逆變變壓器二次側(cè)線電流：　　　　式中：IT2：逆變變壓器二次側(cè)線電流　　KIV：整流電流計(jì)算系數(shù)。見上表　　IdN：轉(zhuǎn)子整流器輸出直流電流額定值　?。?）逆變變壓