第七章 繞線轉子異步電動機調速系統答辯ppt課件.ppt

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1、第7章繞線轉子異步電動機調速系統內容提要7.1繞線轉子異步電動機串級調速原理7.2串級調速系統的性能7.3轉速、電流雙閉環(huán)串級調速系統7.4超同步串級調速系統7.1繞線轉子異步電動機串級調速原理7.1.1異步電動機轉子附加電動勢時的工作情況繞線式異步電動機運行時，其轉子相電動勢為（7-1）式中s—異步電動機的轉差率；E20—繞線轉子異步電動機在轉子不動時的相電勢，或稱開路電動勢、轉子額定相電壓。式中R2—轉子繞組每相電阻；X20—s=1時轉子繞組每相漏抗。式（7-1）說明，轉子電動勢E2值與其轉差率s成正比，同時它的頻率f2也與s成正比，f2=sf1。當

2、轉子按常規(guī)接線時，轉子相電流的方程式為（7-2）現在在轉子電路中引入一個可控的交流附加電動勢Eadd，并與轉子電動勢E2串聯。Eadd應與E2有相同的頻率，但與E2同相或反相，如圖7-l所示。轉子電路的電流方程式如下由于轉子電流I2與負載的大小有直接關系，當電動機的負載轉矩TL恒定時，可以認為不論轉速高低轉子電流I2都不變，即在不同的s值下式（7-2）和式（7-3）相等。設附加電動勢Eadd=0時，電動機在s=s1的轉差率下穩(wěn)定運行。當加入反向的附加電動勢后，電動機轉子回路的合成電動勢減小了，轉子電流和電磁轉矩也相應減小，由于負載轉矩未變，電動機必然減速

3、，因而s增大，轉子總電動勢增大，轉子電流也逐漸增大，直至轉差率增大到s2（>s1）時，轉子電流又恢復到原值，電動機進入新的穩(wěn)定運行狀態(tài)。此時s1與s2之間有如下關系（7-3）可見，改變附加電動勢Eadd的大小，即可調節(jié)電動機的轉差率s，亦即調節(jié)電動機的轉速。同理，如果引入同相的附加電動勢，則可使電動機的轉速增大。7.1.2串級調速的各種運行狀態(tài)及功率傳遞關系在異步電動機轉子中串入附加電勢而形成的串級調速系統，從功率關系來看，實質上就是利用附加電勢由Eadd來控制異步電動機轉子中的轉差功率而實現調速的。因此，串級調速的各種基本運轉狀態(tài)，可以通過功率的傳遞關

4、系來加以說明。串級調速可實現5種基本運轉狀態(tài)，不同運轉狀態(tài)下的功率傳遞關系如圖7-2所示。圖中忽略了電動機內部的各種損耗，認為定子輸入功率P1就是轉子電磁功率Pem。由于轉子側串入附加電動勢極性和大小的不同，s和Pm都可正可負，因而可以有以下五種不同的工作情況。1.電機在次同步轉速下作電動運行工作條件：轉子側每相加上與Er0同相的附加電動勢+Eadd（Eadd

5、在反轉時作倒拉制動運行工作條件：軸上帶有位能性恒轉矩負載（這是進入倒拉制動運行的必要條件），此時逐漸減少+Eadd值，并使之反相變負，只要反相附加電動勢–Eadd有一定數值，則電機將反轉。運行工況：電機進入倒拉制動運行狀態(tài)，轉差率s?1，此時由電網輸入電機定子的功率和由負載輸入電機軸的功率兩部分合成轉差功率，并從轉子側饋送給電網。功率流程b）反轉倒拉制動狀態(tài)Te012s-n-n1CU電機在超同步轉速下作回饋制動運行工作條件：進入這種運行狀態(tài)的必要條件是有位能性機械外力作用在電機軸上，并使電機能在超過其同步轉速n1的情況下運行。此時，如果處于發(fā)電狀態(tài)運行的

6、電機轉子回路再串入一個與sEr0反相的附加電動勢+Eadd，電機將在比未串入+Eadd時的轉速更高的狀態(tài)下作回饋制動運行。運行工況：電機處在發(fā)電狀態(tài)工作，s?1，電機功率由負載通過電機軸輸入，經過機電能量變換分別從電機定子側與轉子側饋送至電網。功率流程c）超同步速回饋制動狀態(tài)-TeCU.電機在超同步轉速下作電動運行工作條件：設電機原已在0

7、定子側與轉子側兩部分輸入功率合成，電機處于定、轉子雙輸入狀態(tài)，其輸出功率超過額定功率。功率流程d）超同步速電動狀態(tài)TeCU電機在次同步轉速下作回饋制動運行電機工作條件：很多工作機械為了提高其生產率，希望電力拖動裝置能縮短減速和停車的時間，因此必須使運行在低于同步轉速電動狀態(tài)的電機切換到制動狀態(tài)下工作。設電機原在低于同步轉速下作電動運行，其轉子側已加入一定的+Eadd。要使之進入制動狀態(tài)，可以在電機轉子側突加一個反相的附加電動勢。在次同步轉速下作回饋制動運行在低于同步轉速下作電動運行，Eadd由“+”變?yōu)椤?”，并使

8、-Eadd

9、大于制動初瞬的sEr0，電

10、機定子側輸出功率給電網，電機成為發(fā)電機處于制動狀態(tài)工作，并產生制動轉矩以加快減速