绕线转子异步电机双馈调速系统.ppt

第7章内容提要7.0引言交流调速系统按转差功率的分类交流调速系统按转差功率的分类（续）7.1异步电机双馈调速工作原理转差功率的利用
众所周知，作为异步电动机，必然有转差功率，要提高调速系统的效率，除了尽量减小转差功率外，还可以考虑如何去利用它。
但要利用转差功率，就必须使异步电动机的转子绕组有与外界实现电气联接的条件，显然笼型电动机难以胜任，只有绕线转子电动机才能做到。绕线转子异步电动机~双馈调速的概念双馈调速的基本结构功率变换单元双馈调速的功率传输（2）转差功率输入状态7.1.1异步电机转子附加电动势的作用转子附加电动势转子附加电动势的作用转子附加电动势的作用（续）转子附加电动势的作用（续）7.1.2异步电机双馈调速的五种工况异步电机的功率关系1.电机在次同步转速下作电动运行功率流程2.电机在反转时作倒拉制动运行功率流程3.电机在超同步转速下作回馈制动运行功率流程4.电机在超同步转速下作电动运行功率流程5.电机在次同步转速下作回馈制动运行运行工况功率流程五种工况小结a）转子输出功率的工况b）转子输入功率的工况7.2异步电机在次同步电动状态下的双馈系统——串级调速系统基本思路
如前所述，在异步电机转子回路中附加交流电动势调速的关键就是在转子侧串入一个可变频、可变幅的电压。怎样才能获得这样的电压呢？
对于只用于次同步电动状态的情况来说，比较方便的办法是将转子电压先整流成直流电压，然后再引入一个附加的直流电动势，控制此直流附加电动势的幅值，就可以调节异步电动机的转速。
这样，就把交流变压变频这一复杂问题，转化为与频率无关的直流变压问题，对问题的分析与工程实现都方便多了。对直流附加电动势的技术要求系统方案图7-5电气串级调速系统原理图功率变换单元工作原理起动控制工作原理（续）工作原理（续）结论*7.3异步电动机串级调速时的机械特性*7.3.1异步电动机串级调速机械特性的特征理想空载转速方程特性分析2．机械特性的斜率与最大转矩转子回路电阻的影响串级调速时的机械特性图从图7-5中可以看出，异步电动机相当于转子整流器的供电电源。如果把电动机定子看成是整流变压器的一次侧，则转子绕组相当于二次侧，与带整流变压器的整流电路非常相似，因而可以引用电力电子技术中分析整流电路的一些结论来研究串级调速时的转子整流电路。
但是，两者之间还存在着一些显著的差异，主要是：（1）一般整流变压器输入输出的频率是一样的，而异步电动机转子绕组感应电动势的幅值与频率都是变化的，随电机转速的改变而变化；
（2）异步电动机折算到转子侧的漏抗值也与转子频率或转差率有关；
（3）由于异步电动机折算到转子侧的漏抗值较大，所以出现的换相重叠现象比一般整流电路严重，从而在负载较大时会引起整流器件的强迫延迟换相现象。1.转子整流电路2.电路分析换相重叠现象换相重叠波形根据《电力电子技术》中介绍的理论，换相重叠角为转子整流电路的工作状态转子整流电路的工作状态（续）转子整流电流与、p间的函数关系串级调速时转子整流电路的电流和电压串级调速时转子整流电路的电压*7.3.3异步电动机串级调速机械特性方程式2.系统的稳态电路方程3.转差率与转速方程转速特性方程等效电动势系数公式转速特性方程的直观形式两种转速特性的比较两种转速特性的比较（续）4.电磁转矩方程电磁转矩公式5.串级调速的机械特性方程第一工作区的机械特性方程式第二工作区的机械特性方程式几种最大转矩的关系和计算6.异步电动机串级调速时的机械特性本节提要
串级调速系统的效率
串级调速系统的功率因数及其改善途径
斩波控制的串级调速系统
串级调速装置的电压和容量*7.4.1串级调速系统的效率串级调速系统功率流程串级调速系统效率及比较转子回路串电阻调速的效率效率的比较*7.4.2串级调速系统的功率因数及其改善途径串级调速系统的功率因数功率因数计算公式功率因数范围*7.4.3斩波控制的串级调速系统系统组成1．工作原理附加电动势的斩波波形斩波控制串级调速系统转速方程2．系统的功率因数*7.4.4串级调速装置的电压和容量整流器和逆变器容量逆变变压器的容量7.5双闭环控制的串级调速系统7.5.1双闭环控制串级调速系统的组成控制环节说明系统比较在图7－17所示的系统中，可控整流装置、调节器以及反馈环节的动态结构图均与直流调速系统中相同，本节不再赘述。
但是，在异步电动机转子直流回路中，不少物理量都与转差率有关，所以要单独处理。1．转子直流回路的传递函数转子直流回路的传递函数转子直流回路的动态结构图将电力拖动系统的运动方程式：带入异步电动机的电磁转矩方程：串级调速时的传递函数3．串级调速系统的动态结构图*7.5.3调节器参数的设计问题和困难解决办法——固定工作点求参数7.5.4串级调速系统的起动方式1.间接起动间接起动控制原理图间接起动操作顺序停车操作顺