第七章 绕线转子异步电动机调速系统答辩ppt课件.ppt

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1、第7章绕线转子异步电动机调速系统内容提要7.1绕线转子异步电动机串级调速原理7.2串级调速系统的性能7.3转速、电流双闭环串级调速系统7.4超同步串级调速系统7.1绕线转子异步电动机串级调速原理7.1.1异步电动机转子附加电动势时的工作情况绕线式异步电动机运行时，其转子相电动势为（7-1）式中s—异步电动机的转差率；E20—绕线转子异步电动机在转子不动时的相电势，或称开路电动势、转子额定相电压。式中R2—转子绕组每相电阻；X20—s=1时转子绕组每相漏抗。式（7-1）说明，转子电动势E2值与其转差率s成正比，同时它的频率f2也与s成正比，f2=sf1。当

2、转子按常规接线时，转子相电流的方程式为（7-2）现在在转子电路中引入一个可控的交流附加电动势Eadd，并与转子电动势E2串联。Eadd应与E2有相同的频率，但与E2同相或反相，如图7-l所示。转子电路的电流方程式如下由于转子电流I2与负载的大小有直接关系，当电动机的负载转矩TL恒定时，可以认为不论转速高低转子电流I2都不变，即在不同的s值下式（7-2）和式（7-3）相等。设附加电动势Eadd=0时，电动机在s=s1的转差率下稳定运行。当加入反向的附加电动势后，电动机转子回路的合成电动势减小了，转子电流和电磁转矩也相应减小，由于负载转矩未变，电动机必然减速

3、，因而s增大，转子总电动势增大，转子电流也逐渐增大，直至转差率增大到s2（>s1）时，转子电流又恢复到原值，电动机进入新的稳定运行状态。此时s1与s2之间有如下关系（7-3）可见，改变附加电动势Eadd的大小，即可调节电动机的转差率s，亦即调节电动机的转速。同理，如果引入同相的附加电动势，则可使电动机的转速增大。7.1.2串级调速的各种运行状态及功率传递关系在异步电动机转子中串入附加电势而形成的串级调速系统，从功率关系来看，实质上就是利用附加电势由Eadd来控制异步电动机转子中的转差功率而实现调速的。因此，串级调速的各种基本运转状态，可以通过功率的传递关

4、系来加以说明。串级调速可实现5种基本运转状态，不同运转状态下的功率传递关系如图7-2所示。图中忽略了电动机内部的各种损耗，认为定子输入功率P1就是转子电磁功率Pem。由于转子侧串入附加电动势极性和大小的不同，s和Pm都可正可负，因而可以有以下五种不同的工作情况。1.电机在次同步转速下作电动运行工作条件：转子侧每相加上与Er0同相的附加电动势+Eadd（Eadd

5、在反转时作倒拉制动运行工作条件：轴上带有位能性恒转矩负载（这是进入倒拉制动运行的必要条件），此时逐渐减少+Eadd值，并使之反相变负，只要反相附加电动势–Eadd有一定数值，则电机将反转。运行工况：电机进入倒拉制动运行状态，转差率s1，此时由电网输入电机定子的功率和由负载输入电机轴的功率两部分合成转差功率，并从转子侧馈送给电网。功率流程b）反转倒拉制动状态Te012s-n-n1CU电机在超同步转速下作回馈制动运行工作条件：进入这种运行状态的必要条件是有位能性机械外力作用在电机轴上，并使电机能在超过其同步转速n1的情况下运行。此时，如果处于发电状态运行的

6、电机转子回路再串入一个与sEr0反相的附加电动势+Eadd，电机将在比未串入+Eadd时的转速更高的状态下作回馈制动运行。运行工况：电机处在发电状态工作，s1，电机功率由负载通过电机轴输入，经过机电能量变换分别从电机定子侧与转子侧馈送至电网。功率流程c）超同步速回馈制动状态-TeCU.电机在超同步转速下作电动运行工作条件：设电机原已在0

7、定子侧与转子侧两部分输入功率合成，电机处于定、转子双输入状态，其输出功率超过额定功率。功率流程d）超同步速电动状态TeCU电机在次同步转速下作回馈制动运行电机工作条件：很多工作机械为了提高其生产率，希望电力拖动装置能缩短减速和停车的时间，因此必须使运行在低于同步转速电动状态的电机切换到制动状态下工作。设电机原在低于同步转速下作电动运行，其转子侧已加入一定的+Eadd。要使之进入制动状态，可以在电机转子侧突加一个反相的附加电动势。在次同步转速下作回馈制动运行在低于同步转速下作电动运行，Eadd由“+”变为“-”，并使

8、-Eadd

9、大于制动初瞬的sEr0，电

10、机定子侧输出功率给电网，电机成为发电机处于制动状态工作，并产生制动转矩以加快减速