《第二章--绕线式异步电动机串级调速系统ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章--绕线式异步电动机串级调速系统ppt课件.ppt（102页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1第一节第一节 串级调速的原理与基本类型串级调速的原理与基本类型第二节第二节 串级调速系统转子整流电路的工作特性串级调速系统转子整流电路的工作特性第三节第三节 串级调速系统的调速特性和机械特性串级调速系统的调速特性和机械特性第四节第四节 串级调速的效率和功率因数串级调速的效率和功率因数第五节第五节 串级调速闭环控制系统串级调速
2、闭环控制系统第六节第六节 串级调速系统应用中的几个问题串级调速系统应用中的几个问题第七节第七节 串级调速系统应用实例串级调速系统应用实例 第二章第二章 绕线式异步电动机绕线式异步电动机 串级调速系统串级调速系统我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2第一节第一节 串级调速的原理与基本类型串级调速的原理与基本类型 一一. .串级调速的原理串级调速的原理 二二. .串
3、级调速的基本运行状态及功率关系串级调速的基本运行状态及功率关系 三三. .附加电动势的实现附加电动势的实现 四四. .次同步串级调速主电路次同步串级调速主电路我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3一一. . 串级调速的原理串级调速的原理 我们知道，对于绕线转子异步电动机，可以在其我们知道，对于绕线转子异步电动机，可以在其转子回路串入电阻来减小电流，增大转差率，从
4、而改转子回路串入电阻来减小电流，增大转差率，从而改变转速。这种方法就是转子串电阻调速方法。变转速。这种方法就是转子串电阻调速方法。 转子串电阻调速方法的主要缺点：大量转差功率转子串电阻调速方法的主要缺点：大量转差功率将在转子所串电阻上变成热量被消耗掉，因此不适合将在转子所串电阻上变成热量被消耗掉，因此不适合对大容量电机降速，对小容量电机也因效率太低而不对大容量电机降速，对小容量电机也因效率太低而不适宜长期运行。适宜长期运行。 基本结论是：基本结论是： 串入电阻越大，转速越低，转差就越大，机械串入电阻越大，转速越低，转差就越大，机械功率在电磁功率中所占的比率就越低，效率越低。功率在电磁功率中所占
5、的比率就越低，效率越低。转子串电阻调速方法有什么缺点？转子串电阻调速方法有什么缺点？我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4 串级调速的基本原理是什么？串级调速的基本原理是什么？ 针对绕线转子异步电动机转子串电阻调速方针对绕线转子异步电动机转子串电阻调速方法转差功率消耗在电阻上，运行效率太低的缺点，法转差功率消耗在电阻上，运行效率太低的缺点，引入了一种新的调速方法
6、：基本思路是转子不串引入了一种新的调速方法：基本思路是转子不串入附加电阻入附加电阻-改为串入附加电动势来调速，改为串入附加电动势来调速，并将调速引起的转差功率损耗，回馈回电网或电并将调速引起的转差功率损耗，回馈回电网或电动机本身，既提高效率、又实现变转差率调速的动机本身，既提高效率、又实现变转差率调速的方法，该方法被称为绕线转子异步电动机的串级方法，该方法被称为绕线转子异步电动机的串级调速控制方案。调速控制方案。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么
7、把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物5 工作原理：工作原理：三相异步电动机的转子感应电压为：三相异步电动机的转子感应电压为：式中：式中：转子电流为：转子电流为：202sEE22cosmTkI异步电动机电磁转矩为：异步电动机电磁转矩为：由电动机结构确定的转矩系数气隙磁通折算到转子侧的定子电流转子侧功率因数我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜
8、测没有错：表里边有一个活的生物6 电磁转矩的表达式中：电磁转矩的表达式中： 转矩系数由电动机结构决定转矩系数由电动机结构决定 电源频率及定子相电压不变时，气隙磁通电源频率及定子相电压不变时，气隙磁通则不变则不变 转子侧功率因数由于转子侧功率因数由于S S通常较小而近似为通常较小而近似为1 1 电机稳定运行时，电磁转矩基本恒定电机稳定运行时，电磁转矩基本恒定2I因此上式中的电流因此上式中的电流 就基本是个恒定的值就基本是个恒定的值电流电流22II I2=CONST（常数）（常数）我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表
9、里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物7如果此时在电路中加入一个附加电动势如果此时在电路中加入一个附加电动势E Eaddadd，附加电动附加电动势的频率与转子相电动势势的频率与转子相电动势sEsE2020的频率相同，而相位相的频率相同，而相位相同或者相反同或者相反20202202222220220()()addaddsEsEEIconstsEEconstrsxrsx分母中只有分母中只有s s为变量，为变量，而而s s的值通常很少，从的值通常很少，从而可以认定分母为一而可以认定分母
10、为一个不变的定值个不变的定值由于由于E E2020是一个是一个电机参数决定的电机参数决定的常数，因此常数，因此E Eaddadd的变化就能导致的变化就能导致S S发生变化发生变化我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8 将绕线异步电动机的转子电路中串入交流附加电势将绕线异步电动机的转子电路中串入交流附加电势 Eadd a. a. 如串入的附加电势如串入的附加电势E
11、add与转子感生电势与转子感生电势20sE方向相反，频率相同方向相反，频率相同则转子电流将变小则转子电流将变小：20222220()addsEEIrsx2I转子电流转子电流将减小，会引起交流电动机将减小，会引起交流电动机拖动转矩的减小，设原来电机拖动转矩与负载拖动转矩的减小，设原来电机拖动转矩与负载相等处于平衡状态，串入附加电势必然引起电相等处于平衡状态，串入附加电势必然引起电动机降速，在降速的过程中，随着速度减小，动机降速，在降速的过程中，随着速度减小，转差率转差率S S增大，分子中增大，分子中sE2sE2回升，电流也回升，回升，电流也回升，使拖动转矩升高后再次与负载平衡，降速过程使拖动转矩
12、升高后再次与负载平衡，降速过程最后会在某一个较低的速度下重新稳定运行。最后会在某一个较低的速度下重新稳定运行。* 这种向下调速的情况成为这种向下调速的情况成为低于同步速的串级调速。（低同步串调）低于同步速的串级调速。（低同步串调）我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物9b. 如串入的附加电势如串入的附加电势EaddEadd与转子感生电势与转子感生电势20sE方向相
13、同，频率相同方向相同，频率相同则转子电流将变大则转子电流将变大：20222220()addsEEIrsx2I转子电流转子电流的增大，会引起交流电动机的增大，会引起交流电动机拖动转矩的增大，设原来电机拖动转矩与负载拖动转矩的增大，设原来电机拖动转矩与负载相等，处于平衡状态，串入附加电势引起电相等，处于平衡状态，串入附加电势引起电动机升速，在升速的过程中，随着速度增加，动机升速，在升速的过程中，随着速度增加，转差率转差率S S减小，分子中减小，分子中sEsE2 2减小，电流也减小，减小，电流也减小，使拖动转矩减小后再次与负载平衡，降速过程使拖动转矩减小后再次与负载平衡，降速过程最后会在某一个较高的
14、速度下重新稳定运行。最后会在某一个较高的速度下重新稳定运行。* 这种向上调速的情况称为这种向上调速的情况称为高于同步速的串级调速。（超同步串调）高于同步速的串级调速。（超同步串调）我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物10 在转子回路中串入附加电动势，不仅改变了转子在转子回路中串入附加电动势，不仅改变了转子回路的有功功率的大小，而且可以通过调节附加回路的有功功率的
15、大小，而且可以通过调节附加电动势的相位来调节异步电动机的功率因数（即电动势的相位来调节异步电动机的功率因数（即调节了转子电流的无功分量）调节了转子电流的无功分量）我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物11二二.串级调速的基本运行状态及功率传递方向串级调速的基本运行状态及功率传递方向我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我
16、也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物12串级调速系统有四种基本运行状态：串级调速系统有四种基本运行状态：snTesPmsPmP1Pm(1-s)PmCU001n1次同步速度电动运行状态次同步速度电动运行状态 电动机电电动机电动运行动运行0s10s1，从定子侧输入从定子侧输入功率，轴上输功率，轴上输出机械功率，出机械功率，而转差功率从而转差功率从转子侧馈送到转子侧馈送到电网。电网。 由于电机在由于电机在低于同步转速低于同步转速下工作，故称下工作，故
17、称为为次同步转速次同步转速的电动运行的电动运行。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物13超同步转速电动状态超同步转速电动状态 12nnPSPS)1 ( PSP00s11nPmTeCU 不断加大不断加大+Eadd+Eadd，就可提高电机的转就可提高电机的转速。当接近额定转速。当接近额定转速时，如继续加大速时，如继续加大+Eadd+Eadd，电机将加速，电机将加速到
18、到s0s0的新的稳态下的新的稳态下工作，即电机在超工作，即电机在超过其同步转速下稳过其同步转速下稳定运行。定运行。电机处于定、转子双输入状态。绕线型异步电机在转子中电机处于定、转子双输入状态。绕线型异步电机在转子中串入附加电动势后可以在超同步转速下作电动运行，并可串入附加电动势后可以在超同步转速下作电动运行，并可使输出超过其额定功率，这一特殊工况正是由定、转子双使输出超过其额定功率，这一特殊工况正是由定、转子双馈的条件形成的。馈的条件形成的。电机的轴上输出功电机的轴上输出功率由定子侧与转子率由定子侧与转子侧两部分输入功率侧两部分输入功率合成。合成。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么
19、把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物14电动机转子输出电动机转子输出转差功率，经附转差功率，经附加电动势回馈给加电动势回馈给电网，电网，定子也向电网回定子也向电网回馈功率。馈功率。 s0超同步速度再生制动状态超同步速度再生制动状态 12nnPSPS)1 ( PSP00s11n-TePmCU电动机被负载拖电动机被负载拖动，产生电气制动，产生电气制动动我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一
20、个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物15很多工作机械为了提很多工作机械为了提高其生产率，希望电高其生产率，希望电力拖动装置能缩短减力拖动装置能缩短减速和停车的时间，因速和停车的时间，因此必须使运行在低于此必须使运行在低于同步转速电动状态的同步转速电动状态的电机切换到制动状态电机切换到制动状态下工作。下工作。 电机定子侧输出功电机定子侧输出功率给电网，电机成率给电网，电机成为发电机处于制动为发电机处于制动状态工作，并产生状
21、态工作，并产生制动转矩以加快减制动转矩以加快减速停车过程。速停车过程。次同步速度再生制动状态次同步速度再生制动状态 1nnPSPS)1 ( PSP01s00Pm-TeCU 0s1 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物16 次同步速串调速系统的主要优点：次同步速串调速系统的主要优点： 在调速范围不大时，装置容量小在调速范围不大时，装置容量小 系统把大部份转差功率回
22、馈给了电网，所以在系统把大部份转差功率回馈给了电网，所以在低速时的效率较转差功率消耗型的调速系统要高低速时的效率较转差功率消耗型的调速系统要高 原因是异步电动机的功率因数本来就原因是异步电动机的功率因数本来就不高，再加上装置的变换电路及逆变变压器的不高，再加上装置的变换电路及逆变变压器的工作都要从电网中吸收无功功率工作都要从电网中吸收无功功率 。系统的功率因数低。系统的功率因数低。 串调系统的主要缺点串调系统的主要缺点:我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，
23、为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物17 ：不是以电机是否工作在同步转速以不是以电机是否工作在同步转速以上或以下来区分超同步或次同步串级调速系统，上或以下来区分超同步或次同步串级调速系统，而是以转差功率的传递方向来区分的。超同步串而是以转差功率的传递方向来区分的。超同步串调调速系统也会工作在同步转速以下（调调速系统也会工作在同步转速以下（超同步速超同步速串级调速系统的再生制动）串级调速系统的再生制动），次同步串调调速系，次同步串调调速系统也会工作在同步转速以上（统也会工作在同步转速以上（次同步速串级调速次同步速串级调速系统的回馈制动）
24、系统的回馈制动）我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物18 电动机转子电动势与电流的频率在不同转速电动机转子电动势与电流的频率在不同转速下有不同的数值，其值与交流电网的频率往往不下有不同的数值，其值与交流电网的频率往往不一致一致(f2=sf1)(f2=sf1)，所以不能把电动机的转子直接与，所以不能把电动机的转子直接与交流电网相连，而必须通过一个中间环节。或者交流
25、电网相连，而必须通过一个中间环节。或者说，恒压恒频（工频）的交流电网不能向电动机说，恒压恒频（工频）的交流电网不能向电动机转子提供一个变频变压的附加电动势，需要通过转子提供一个变频变压的附加电动势，需要通过一个中间换流环节来解决。这个中间环节除了有一个中间换流环节来解决。这个中间环节除了有功率传递作用外，还应具有对不同频率的电功率功率传递作用外，还应具有对不同频率的电功率进行变换的功能，故称为功率变换单元（进行变换的功能，故称为功率变换单元（Power Power Converter UnitConverter Unit，简称，简称CUCU）。）。三三. .附加电动势附加电动势EaddEadd
26、的实现的实现我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物19 要实现前面所述的绕线异步电动机转子串联交流要实现前面所述的绕线异步电动机转子串联交流附加电动势完成调速的基本思想，则所串入的交流附附加电动势完成调速的基本思想，则所串入的交流附加电势应该满足如下条件：加电势应该满足如下条件： fE1.1.首先，转子是三相交流电路，因此交流附加电势首先，转子是三相交流电路，因此
27、交流附加电势应为三相对称应为三相对称交流电。交流电。 因此附加的三相交流电势因此附加的三相交流电势 3. 3.附加的三相交流电势附加的三相交流电势 可见，可见，三相交流附加电势的实现在实际中十分困难。三相交流附加电势的实现在实际中十分困难。 实用的串级调速系统，一般采用将转子电路接整流实用的串级调速系统，一般采用将转子电路接整流电路，在直流回路中串入直流附加电势，通过调节直流电路，在直流回路中串入直流附加电势，通过调节直流附加电势的大小来调速的控制方案。附加电势的大小来调速的控制方案。 2. 2.转子感应的三相交流电势转子感应的三相交流电势20sE的频率、大小都是随转差率变化的，的频率、大小都
28、是随转差率变化的，fE也应随之变频变压。也应随之变频变压。在控制过程中，要始终保持与转子感应的在控制过程中，要始终保持与转子感应的相位相同或相反，即相位要同步。相位相同或相反，即相位要同步。fE三相交流电势三相交流电势20sE我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物20a)转子输出功率的工况次同步速串级调速系统主电路 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把
29、它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物21b)转子输入功率的工况超同步速串级调速系统主电路我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物22 从能量关系来说，低同步串级调速电动状态的从能量
30、关系来说，低同步串级调速电动状态的基本能量关系是串入附加电势，吸收转子降速引基本能量关系是串入附加电势，吸收转子降速引起的转差功率，并将吸收的功率回馈电网的过程。起的转差功率，并将吸收的功率回馈电网的过程。 低同步串级调速系统，首先把转子交流能低同步串级调速系统，首先把转子交流能量通过二极管整流桥整成直流电，在直流电路中量通过二极管整流桥整成直流电，在直流电路中串入可调直流电源，调节所串入的直流电源的电串入可调直流电源，调节所串入的直流电源的电压对转子调速，并从直流附加电源将转差功率回压对转子调速，并从直流附加电源将转差功率回馈电网。馈电网。 按照所串直流电源的情况可将串级调速系按照所串直流电
31、源的情况可将串级调速系统分为电气串级调速系统和机械串级调速系统两统分为电气串级调速系统和机械串级调速系统两大类大类。四四.次同步串级调速系统次同步串级调速系统的基本类型及主电路。的基本类型及主电路。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物23 电气串级调速系统由晶闸管有源逆变电路作为可电气串级调速系统由晶闸管有源逆变电路作为可控直流电源，通过控制逆变角控制转子转速，
32、其控直流电源，通过控制逆变角控制转子转速，其交流侧通过逆变变压器接电网。呈现恒转矩机械交流侧通过逆变变压器接电网。呈现恒转矩机械特性。特性。 机械串级调速系统用直流电动机作为可控直流电机械串级调速系统用直流电动机作为可控直流电源，通过控制直流电动机的励磁控制转子转速。源，通过控制直流电动机的励磁控制转子转速。所吸收转差功率可以通过直流电动机与绕线电动所吸收转差功率可以通过直流电动机与绕线电动机的轴间直连将转差功率直接反馈给绕线电动机。机的轴间直连将转差功率直接反馈给绕线电动机。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表
33、里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物24绕线异步机绕线异步机转子整流器转子整流器有源逆变器有源逆变器绕线异步机绕线异步机转子整流器转子整流器直流电动机直流电动机电气串级调速系统电气串级调速系统机械串级调速系统机械串级调速系统逆变变压器逆变变压器我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我
34、的猜测没有错：表里边有一个活的生物25次同步速串级调速系统的构成次同步速串级调速系统的构成绕线转子绕线转子异步电动异步电动机机MA 起动电阻起动电阻R 切换用接触器切换用接触器1C、2C 串调装置主电路（交直交变频电路）串调装置主电路（交直交变频电路） 不控整流桥不控整流桥VR dL平波电抗器平波电抗器有源逆变桥有源逆变桥VI 逆变变压器逆变变压器TI 测速信号取测速信号取自测速发电自测速发电机机TG 电流反馈电流反馈信号在逆信号在逆变桥交流变桥交流侧采样经侧采样经整流得到整流得到 电流反馈电流反馈信号也可信号也可在直流侧在直流侧采样得到采样得到 控制系统为转速、电流双闭环控制系统控制系统为转
35、速、电流双闭环控制系统我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物26 对于电气串级调速系统，如忽略损耗，则电机轴上对于电气串级调速系统，如忽略损耗，则电机轴上输出的转矩为：输出的转矩为： 对于机械串级调速系统，如忽略损耗，则电机轴上对于机械串级调速系统，如忽略损耗，则电机轴上输出的机械功率为：输出的机械功率为：结论：电气串级调速系统具有近似恒转矩的机械特性。结论：电气
36、串级调速系统具有近似恒转矩的机械特性。结论：机械串级调速系统具有近似恒功率的机械特性。结论：机械串级调速系统具有近似恒功率的机械特性。* * 电气串级调速系统因效率高、技术成熟和低成本而获得广泛应用。电气串级调速系统因效率高、技术成熟和低成本而获得广泛应用。00e)1 ()1 (ddmPsPsPT常数常数dddPsPPs)1 (常数常数我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一
37、个活的生物27电动机稳态时：RIuuRIsEuRIuudTdddLddcos34. 234. 2*220其中：我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物28如果系统中的负载保持不变，则电动机会加速如果系统中的负载保持不变，则电动机会加速S减减小，小，sE20也就减小也就减小Id减小，达到另一个动态平衡减小，达到另一个动态平衡)(cos34. 234. 2220LddT
38、RRRIusE由于惯性维持不变增大Id增大Te增大我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物29为逆变器的逆变角为逆变器的逆变角= -= -在上述的电路中，为了防止逆变颠覆，逆变角在上述的电路中，为了防止逆变颠覆，逆变角的取值范围为的取值范围为30309090取得最小值取得最小值30 30 ，电动机最低速运行，电动机最低速运行取得最大值取得最大值9090 ，电动机最高
39、速运行，电动机最高速运行我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物30b.起动控制：起动控制：控制逆变角，使在起动开始的瞬间，Ud与U的差值能产生足够大的 Id ，以满足所需的电磁转矩，但又不超过允许的电流值，这样电动机就可在一定的动态转矩下加速起动。随着转速的增高，相应地增大角以减小值 U ，从而维持加速过程中动态转矩基本恒定 。 （1）起动：a.起动条件：起动条件
40、：对串级调速系统而言，起动应有足够大的转子电流Ir或足够大的整流后直流电流Id，为此，转子整流电压Ud与逆变电压U间应有较大的差值。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物31b.b.调速过程：调速过程：随着转速的增高，相应地增大角以减小值 U ，从而维持加速过程中动态转矩基本恒定 。 （2）调速a.a.调速原理：调速原理：通过改变角的大小调节电动机的转速。 我吓了
41、一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物32结论：（1）串级调速系统能够靠调节逆变角实现平滑无级调速，（2）系统能把异步电动机的转差功率回馈给交流电网，从而使扣除装置损耗后的转差功率得到有效利用，大大提高了调速系统的效率。（3）停车串级调速系统没有制动停车功能。只能靠减小 角逐渐减速，并依靠负载阻转矩的作用自由停车。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这
42、样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物33第二节第二节 低同步串级调速系统整流低同步串级调速系统整流电路的工作特性电路的工作特性 一一. .转子整流器的电路转子整流器的电路 二二. .转子整流电路的三种工作状态转子整流电路的三种工作状态 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把
43、它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物34一一. .转子整流电路转子整流电路D0D0可以看成导通角可以看成导通角为为0 0的三相全控的三相全控整流电路整流电路两个三相半波两个三相半波可控整流电路可控整流电路串接串接我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物35 假设条件假设条件 （1 1）整流器件具有理想的整流特性，管
44、压降及）整流器件具有理想的整流特性，管压降及漏电流均可忽略；漏电流均可忽略； （2 2）转子直流回路中平波电抗器的电感为无穷）转子直流回路中平波电抗器的电感为无穷大，直流电流波形平直；大，直流电流波形平直； （3 3）忽略电动机励磁阻抗及变压器绕组电阻的）忽略电动机励磁阻抗及变压器绕组电阻的影响。影响。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物36n 换相重叠现象换
45、相重叠现象 设电动机在某一转差率下稳定运行，转子设电动机在某一转差率下稳定运行，转子三相的感应电动势为三相的感应电动势为 e ea a、e eb b、e ec c。当各整流。当各整流器件依次导通时，必有器件间的换相过程，器件依次导通时，必有器件间的换相过程，这时处于换相中的两相电动势同时起作用，这时处于换相中的两相电动势同时起作用，产生换相重叠压降，如下图所示。产生换相重叠压降，如下图所示。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世
46、界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物37换相重叠压降edr换相重叠角我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物38根据电力电子学中可知：2Dd22cos22arccos cos6dreEwtX IE2dD6coscos()2EIXDd2d32.34cosXUEI我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？
47、但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物39二二. .整流电路的三种工作区域整流电路的三种工作区域 1.1.第一工作区域第一工作区域 该工作区域中有两个晶闸管发生换流，换流该工作区域中有两个晶闸管发生换流，换流时两个晶闸管所在的支路都导通，一个管子的电时两个晶闸管所在的支路都导通，一个管子的电流逐渐减少至零从而关断，另一个管子的电流逐流逐渐减少至零从而关断，另一个管子的电流逐渐增大直至完全导通。渐增大直至完全导通。 两个管子都处于导通时候称为
48、换流重叠，从两个管子都处于导通时候称为换流重叠，从而有换流重叠角，当转子整流电流增大，换流重而有换流重叠角，当转子整流电流增大，换流重叠角叠角也随之增大。也随之增大。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物40此时由于是不可控整流电路，因此此时由于是不可控整流电路，因此a=0a=0，X XD D=sX=sXD0D0，E E2 2=sE=sE2020，上述的公式则可以
49、变换为上述的公式则可以变换为D020d32.34dsXUsEID0d202arccos 16XIE20dD06(1 cos )2EIX我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物41转子整流器输出电压和转子相电流的波形图如下：转子整流器输出电压和转子相电流的波形图如下：我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我
50、的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物42 当整流电路中的电流当整流电路中的电流Id增大到使得换流重叠角增大到使得换流重叠角=60=60时，前一对晶闸管换流的终点就成了下时，前一对晶闸管换流的终点就成了下一对换流晶闸管的换流的起点。因此我们把换流一对换流晶闸管的换流的起点。因此我们把换流重叠角重叠角 6060时的工作区域称为时的工作区域称为第一工作区第一工作区域。域。 如果在此基础上整流电流再增大电路则进入第如果在此基础上整流电流再增大电路则进入第 二工作区域。下