繞線式異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速體系.ppt

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1、1第一節(jié)串級(jí)調(diào)速的原理與基本類型第二節(jié)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)子整流電路的工作特性第三節(jié)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速特性和機(jī)械特性第四節(jié)串級(jí)調(diào)速的效率和功率因數(shù)第五節(jié)串級(jí)調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)第六節(jié)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用中的幾個(gè)問(wèn)題第七節(jié)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例第二章繞線式異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)2第一節(jié)串級(jí)調(diào)速的原理與基本類型一.串級(jí)調(diào)速的原理二.串級(jí)調(diào)速的基本運(yùn)行狀態(tài)及功率關(guān)系三.附加電動(dòng)勢(shì)的實(shí)現(xiàn)四.次同步串級(jí)調(diào)速主電路3一.串級(jí)調(diào)速的原理我們知道，對(duì)于繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，可以在其轉(zhuǎn)子回路串入電阻來(lái)減小電流，增大轉(zhuǎn)差率，從而改變轉(zhuǎn)速。這種方法就是轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法。轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法的主要缺點(diǎn)：大量轉(zhuǎn)差功率將在轉(zhuǎn)

2、子所串電阻上變成熱量被消耗掉，因此不適合對(duì)大容量電機(jī)降速，對(duì)小容量電機(jī)也因效率太低而不適宜長(zhǎng)期運(yùn)行?；窘Y(jié)論是：串入電阻越大，轉(zhuǎn)速越低，轉(zhuǎn)差就越大，機(jī)械功率在電磁功率中所占的比率就越低，效率越低。轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法有什么缺點(diǎn)？4串級(jí)調(diào)速的基本原理是什么？針對(duì)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法轉(zhuǎn)差功率消耗在電阻上，運(yùn)行效率太低的缺點(diǎn)，引入了一種新的調(diào)速方法：基本思路是轉(zhuǎn)子不串入附加電阻-----改為串入附加電動(dòng)勢(shì)來(lái)調(diào)速，并將調(diào)速引起的轉(zhuǎn)差功率損耗，回饋回電網(wǎng)或電動(dòng)機(jī)本身，既提高效率、又實(shí)現(xiàn)變轉(zhuǎn)差率調(diào)速的方法，該方法被稱為繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的串級(jí)調(diào)速控制方案。5工作原理：三相異步電

3、動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓為：式中：轉(zhuǎn)子電流為：異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩為：由電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)確定的轉(zhuǎn)矩系數(shù)氣隙磁通折算到轉(zhuǎn)子側(cè)的定子電流轉(zhuǎn)子側(cè)功率因數(shù)6電磁轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式中：轉(zhuǎn)矩系數(shù)由電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)決定電源頻率及定子相電壓不變時(shí)，氣隙磁通則不變轉(zhuǎn)子側(cè)功率因數(shù)由于S通常較小而近似為1電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩基本恒定因此上式中的電流就基本是個(gè)恒定的值電流I2=CONST（常數(shù)）7如果此時(shí)在電路中加入一個(gè)附加電動(dòng)勢(shì)Eadd，附加電動(dòng)勢(shì)的頻率與轉(zhuǎn)子相電動(dòng)勢(shì)sE20的頻率相同，而相位相同或者相反分母中只有s為變量，而s的值通常很少，從而可以認(rèn)定分母為一個(gè)不變的定值由于E20是一個(gè)電機(jī)參數(shù)決定的常數(shù)，因此Eadd的

4、變化就能導(dǎo)致S發(fā)生變化8將繞線異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中串入交流附加電勢(shì)Eadda.如串入的附加電勢(shì)Eadd與轉(zhuǎn)子感生電勢(shì)方向相反，頻率相同則轉(zhuǎn)子電流將變?。恨D(zhuǎn)子電流將減小，會(huì)引起交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩的減小，設(shè)原來(lái)電機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩與負(fù)載相等處于平衡狀態(tài)，串入附加電勢(shì)必然引起電動(dòng)機(jī)降速，在降速的過(guò)程中，隨著速度減小，轉(zhuǎn)差率S增大，分子中sE2回升，電流也回升，使拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩升高后再次與負(fù)載平衡，降速過(guò)程最后會(huì)在某一個(gè)較低的速度下重新穩(wěn)定運(yùn)行。*這種向下調(diào)速的情況成為低于同步速的串級(jí)調(diào)速。（低同步串調(diào)）9b.如串入的附加電勢(shì)Eadd與轉(zhuǎn)子感生電勢(shì)方向相同，頻率相同則轉(zhuǎn)子電流將變大：轉(zhuǎn)子電流的增大，

5、會(huì)引起交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩的增大，設(shè)原來(lái)電機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩與負(fù)載相等，處于平衡狀態(tài)，串入附加電勢(shì)引起電動(dòng)機(jī)升速，在升速的過(guò)程中，隨著速度增加，轉(zhuǎn)差率S減小，分子中sE2減小，電流也減小，使拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小后再次與負(fù)載平衡，降速過(guò)程最后會(huì)在某一個(gè)較高的速度下重新穩(wěn)定運(yùn)行。*這種向上調(diào)速的情況稱為高于同步速的串級(jí)調(diào)速。（超同步串調(diào)）10在轉(zhuǎn)子回路中串入附加電動(dòng)勢(shì)，不僅改變了轉(zhuǎn)子回路的有功功率的大小，而且可以通過(guò)調(diào)節(jié)附加電動(dòng)勢(shì)的相位來(lái)調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)（即調(diào)節(jié)了轉(zhuǎn)子電流的無(wú)功分量）11二.串級(jí)調(diào)速的基本運(yùn)行狀態(tài)及功率傳遞方向12串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)有四種基本運(yùn)行狀態(tài)：snTesPmsPmP1Pm(1

6、-s)PmCU001n1次同步速度電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)~電動(dòng)機(jī)電動(dòng)運(yùn)行0

7、分輸入功率合成。14電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子輸出轉(zhuǎn)差功率，經(jīng)附加電動(dòng)勢(shì)回饋給電網(wǎng)，定子也向電網(wǎng)回饋功率。s<0超同步速度再生制動(dòng)狀態(tài)-TePmCU電動(dòng)機(jī)被負(fù)載拖動(dòng)，產(chǎn)生電氣制動(dòng)15很多工作機(jī)械為了提高其生產(chǎn)率，希望電力拖動(dòng)裝置能縮短減速和停車的時(shí)間，因此必須使運(yùn)行在低于同步轉(zhuǎn)速電動(dòng)狀態(tài)的電機(jī)切換到制動(dòng)狀態(tài)下工作。電機(jī)定子側(cè)輸出功率給電網(wǎng)，電機(jī)成為發(fā)電機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)工作，并產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩以加快減速停車過(guò)程。次同步速度再生制動(dòng)狀態(tài)Pm-TeCU0