斩波串级调速系统电机机械特性曲线研究

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1、ELECTRICDRIVE2O12VoI．42No．4电气传动2012年第42卷第4期斩波串级调速系统电机机械特性曲线的研究王归新，裴合伟，晓琼。，鲜万春(1．三峡大学电气与新能源学院／新能源研究院，湖北宜昌443002；2．中船重工海声科技有限公司，湖北宜昌443000)摘要：绕线转子式交流电机转子回路串级调速系统具有很好的调速性能和节电效果，在中大功率领域应用较多。基于对三相整流电路电源等效内阻抗对桥路整流输出的影响分析，将整流桥及其后续电路等效为电机转子回路的电阻，推导出在有串级调速系统下电机的机械特性

2、，得出了影响电机机械特性的两方面因素，其中转子回路的等效阻抗对机械特性的影响相对于转子漏抗影响换相重叠角对机械特性的影响尤为严重的结论。仿真结果证实了理论推导的结论，并进行了实验验证。关键词：串级控制；节能；绕线异步电动机；整流桥；逆变器中图分类号：TM343文献标识码：AResearchonMechanicalCharacteristicsofACMotorwithCascadeDCChopperSpeedControlSystemWANGGui-xin，PEIHe-wei，XIA0Qiong，XIANWa

3、n-chun(1．ElectricalEngineering&RenewableEnergySchool／ResearchInstituteforNewEnergy，ChinaThreeGorgesUniversity，Yichang443002，Hubei，China；2．H口ishengTechnologyCompanyLtd，Yichang443000，Hubei，China)Abstract：Inhighpowerapplication，woundACmotorrotorloopcascadecont

4、rolsystemhasverygoodspeedperformanceandenergy—savingeffect．Basedontheanalysisthattheequivalentinternalimpedanceofthree—phaserectifierbridgeinfluencerectifieroutput，rectifierbridgeandfollow-upcircuitequivalenttothemo—torrotorloopresistance．inferredtOthemecha

5、nicalcharacteristicsinthecascadecontrolsystem．Cametocon-clusionthattwoinfluencefactorsformechanicalcharacteristics．Therotorloopequivalentimpedanceismoreseriousthanrotorleakagereactanceeffectcommutationoverlapangletomechanicalcharacteristicsinfluence．Thesimu

6、lationandtheexperimentverifythetheory．Keywords：cascadecontrol；energy-saving；woundACmotor；rectifierbridge；inverter斩波串级调速装置是一种调速性能优良、性1工作原理及结构价比高的调速节能产品，适合于电厂中风机和泵类设备的调速运用，但是在很多实际工程应用中，三相绕线式异步电动机斩波串级调速系统的加入斩波串级调速装置后常发生随着负载转矩的主电路如图1所示。VDl～Ⅷ6为整流桥；VT～增大而电机的转速会有明

7、显的下降，从而影响正VT6为晶闸管组成的有源逆变器，逆变控制角选常的设备运行，严重时会导致电机的堵转。尤其择固定角为(约为30。)，逆变器的输出电压是在联合运行下的整套系统由于其中电机单元的拖动能力下降会造成对整套系统一系列无法正常运行。针对上述现象，在基于对三相整流电路电源等效内阻抗对桥路整流输出影响分析的基础上，推导出导致电机随着负载转矩的增大而电机的转速会有明显下降的主要原因。最后得到的理图1斩波串级调速系统主结构论推导通过仿真和搭建的实验平台进行验证。Fig．1Choppercascadespeedc

8、ontrolsystem作者简介：王归新(1961一)，男，博士，副教授，Email：wgxzsc@263．com3电气传动2012年第42卷第4期王归新，等：斩波串级调速系统电机机械特性曲线的研究Ud一2．34COS(【，A为电网A相的电压有效值)；电感L1、开关器件IGBT、二极管VD、滤波电容C组成Boost斩波电路；L吒为平波电抗器[1]。在传统的串级调速系统中加入Boost斩波电路后，当I