电力传动控制系统-上海开放大学.ppt

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1、0电力传动控制系统上海开放大学1第三篇电力传动自动控制系统第四章基于稳态模型的交流电动机调速系统交流电动机调速方法基于稳态模型异步电动机调速基频以下电压补偿控制转速开环变压变频调速系统2内容提要SVPWM控制原理及方法绕线异步电动机双馈调速同步电动机调速系统3内容提要4在实际应用中往往也要求拖动生产机械的交流电动机的转速能够调节，但是要实现交流调速要比直流调速复杂和困难得多。按照异步电动机的基本原理，从定子传入转子的电磁功率可分成两部分：一部分为拖动负载的有效功率；另一部分是与转差率成正比的转差功率。1.异步电动机的调速5从能量转换的角度看，转差功率是否增大，是消耗掉还是

2、回收，是评价调速系统效率的一个指标。转差功率消耗型：以增加转差功率的消耗来换取转速的降低（恒转矩负载时），转差功率都转换成热能消耗掉。越向下调效率越低。这类调速方法的效率最低。异步电动机的调速6转差功率馈送型：转差功率的一部分消耗掉，大部分则通过变流装置回馈电网或转化成机械能予以利用，转速越低时回收的功率越多，效率比前者高。转差功率不变型：转差功率中转子铜损部分的消耗是不可避免的，但由于这类调速方法无论转速高低，转差率保持不变，所以转差功率的消耗也基本不变，因此效率最高。异步电动机的调速7风机、水泵对调速范围和动态性能的要求都不高，只要有一般的调速性能就足够了。需要调速，

3、但对调速性能要求不高的生产机械，也属于一般性能调速。基于稳态模型的变压变频调速。一般性能调速和节能调速8高性能交流调速系统基于动态模型的矢量控制技术、直接转矩控制特大容量、极高转速的交流调速厚板轧机、矿井卷扬机等，以及极高转速的拖动，如高速磨头、离心机等，都以采用交流调速为宜。高性能的交流调速系统9基于交流电动机的稳态模型，其动态性能不高，是在交流调速发展初期出现的。基于交流电动机的动态模型，能实现高动态性能，是随着客观需要和研究成果陆续开发出来的。两类交流调速10转差功率消耗型异步电动机调速特点是以增加转差功率的消耗来换取转速的降低，在调速过程中产生大量的转差功率，并消

4、耗在转子电路中。主要有改变定子电压调速法、转子电路串接电阻调速法等。转差功率消耗型11改变定子电压调速同步转速n1和临界转差率sm不变，临界转矩Tm成平方减小。对于恒转矩负载，调速范围小。对于风机类负载，调速范围可扩大。转差功率消耗型12改变定子电压调速对于高转差率笼式异步电动机改变电动机定子电压，可获得较大的恒转矩转矩负载调速范围。但机械特性太软。转差功率消耗型13转子电路串接电阻调速，只适用于绕线式异步电动机。转差功率消耗型14转子电路串接电阻调速同步转速n1和临界转矩Tm不变。临界转差率sm增加。对于恒转矩负载，调速范围较大，但机械特性软。转差功率消耗型15转差功率

5、馈送型异步电动机调速方法在绕线式异步电动机转子电路中串入附加电源装置产生电动势Eadd，以实现高效平滑调速。绕线式异步电动机，定、转子电路同时与外电路相连，转差功率可以从转子回馈到电网，也可以由电网向转子馈入，故称作双馈调速系统。转差功率馈送型16转差功率馈送型异步电动机调速方法，只适用于绕线式异步电动机。转差功率馈送型17绕线式异步电动机转子功率可双向传输可工作于次同步调速方式，理想空载转速低于同步转速。转差功率馈送型也可工作于超同步调速方式。18转差功率不变型异步电动机调速方法转差功率只有转子铜耗，而且无论转速高低，转差功率基本不变。主要有变极调速和变频调速两种。转差

6、功率不变型19变极调速——多速异步电动机电动机的转速同步转速改变极对数，即可改变同步转速n1，从而改变电动机的转速n，这就是变极调速的基本原理。转差功率不变型20变极调速——多速异步电动机改变定子绕组的极对数，通常用改变定子绕组的联结方式来实现。变极调速是有级调速，不能实现均匀平滑的无级调速，且能实现的速度档也不可能太多。接线头较多，并需要专门的换接开关。转差功率不变型21变频调速电动机的转速同步转速改变电源频率可以调节异步电动机的转速。变频调速属于转差功率不变型调速类型，具有调速范围宽，平滑性好等特点，是异步电动机调速最有发展前途的一种方法。转差功率不变型22恒压频比控

7、制变频调速转差功率不变型23异步电动机的转速同步转速人为改变转差的方法：改变定子电压调速、串接电阻调速、绕线式异步电动机双馈调速。与负载变化引起的转差变化不同，改变转差的方法是指人为的改变参数使转差发生变化。改变同步转速的方法：变频调速、改变极对数。调速方法24同步电动机转速同步电动机转差s=0，同步电动机调速系统只能是转差功率不变型。同步电动机转子极对数是固定的，只能是变压变频调速。同步电动机调速25采用稳态等值电路来分析异步电动机在不同电压和频率供电条件下的转矩与磁通的稳态关系和机械特性，并在此基础上设计异步电动机调速系统