第7章 绕线转子异步电动机双馈调速系统-13电二解析.ppt

功率因数计算公式 s —系统总的视在功率； Q1 —电动机从电网吸收的无功功率； Qf —逆变变压器从电网吸收的无功功率。 式中 (7-29) 功率因数范围 一般串级调速系统在高速运行时的功率因数为0.6~0.65，比正常接线时电动机的功率因数减少0.1左右； 在低速时可降到0.4~0.5（对调速范围为2的系统）。这是串级调速系统的主要缺点。 对于宽调速的串级调速系统，随着转差率的增大，系统的功率因数还要下降，这是串级调速系统能否被推广应用的关键问题之一。 常用的方法是增加静止无功补偿装置－电力电容器，采用无功就地补偿来解决。 *7.4.2 串级调速装置的电压和容量 串级调速装置是指整个串级调速系统中除异步电动机以外为实现串级调速而附加的所有功率部件，包括转子整流器、逆变器和逆变变压器。从经济角度出发，必须正确合理地选择这些附加设备的电压和容量，以提高整个调速系统的性能价格比。 整流器和逆变器容量 选择主要依据其电流与电压的定额。 电流定额决定于异步电动机转子的额定电流和所拖动的负载 IrN； 电压定额则决定于异步电动机转子的额定相电压（即转子开路电动势 Er0 ）和系统的调速范围 D。这里， 其中， n0min 是调速系统的最低转速，对应于最大理想空载转差率 s0max ，可得 （7-31） 调速范围越大时， smax也越大，整流器和逆变器所承受的电压越高（ smax Er0 ）。 在交流串级调速系统中，设置逆变变压器的主要目的就是取得能与被控电动机转子相匹配的逆变电压，其次是把逆变器与交流电网隔离，以抑制电网的浪涌电压对晶闸管的影响。 逆变变压器容量 逆变变压器的二次侧相电压UT2和异步电动机转子电压之间的关系。 一般取βmin=30?，则 逆变变压器的容量 逆变变压器的二次侧相电压 （7-32） （7-33） 逆变变压器的容量计算 返回目录 （7-31） 7.6 串级调速系统的起动方式 串级调速系统是依靠逆变器提供附加电动势而工作的，为了使系统工作正常，对系统的起动与停车控制必须有合理的措施予以保证。 在起动时必须使逆变器先电机而接上电网，停车时则比电机后脱离电网，以防止逆变器交流侧断电，使晶闸管无法关断，造成逆变器的短路事故。 总的原则 1. 间接起动 为了使串级调速装置不受过电压损坏，须采用间接起动方式，即将电动机转子先接入电阻或频敏变阻器起动，待转速升高到串级调速系统的设计最低转速时，才把串级调速装置投入运行。 间接起动控制原理图 图7－20 串级调速系 统间接起动 控制原理图 间接起动操作顺序 （1）先合上装置电源总开关S，使逆变器在 ?min 下等待工作。 （2）然后依次接通接触器K1，接入起动电阻R，再接通K0，把电机定子回路与电网接通，电动机便以转子串电阻的方式起动。 （3）待起动到所设计的nmin（smax）时接通K2，使电动机转子接到串级调速装置，同时断开K1，切断起动电阻，此后电动机就可以串级调速的方式继续加速到所需的转速运行。 停车操作顺序 （1）由于没有制动作用，应先断开K2，使电动机转子回路与串级调速装置脱离； （2）再断开K0，以防止当K0断开时在转子侧感生断闸高电压而损坏整流器与逆变器。 2．直接起动 直接起动又称串级调速方式起动。在起动控制时让逆变器先于电动机接通交流电网，然后使电动机的定子与交流电网接通，此时转子呈开路状态，可防止因电动机起动时的合闸过电压通过转子回路损坏整流装置，最后再使转子回路与整流器接通。 直接起动操作顺序 （1）接触器的工作顺序为 S－K0－K2，此时不需要起动电阻。当转子回路接通时，由于转子整流电压小于逆变电压，直流回路无电流，电动机尚不能起动。 （2）待发出给定信号后，随着 ? 的增大，逆变电压降低，产生直流电流，电动机才逐渐加速，直至达到给定转速。 返回目录 *7.3.3 异步电动机串级调速机械特性方程式 图7－9 a)串级调速系统主电路 1. 电路结构 2. 系统的稳态电路方程 转子整流电路的输出电压为 逆变器直流侧电压 电压平衡方程 (7-11) (7-12) (7-13) 以上三式中 RL——直流平波电抗器的电阻； XT ——折算到二次侧的逆变变压器每相等效漏抗，XT = XT 1 + XT 2 。 RT ——折算到二次侧的逆变变压器每相等效电阻，RT = RT 1 + RT 2 。 图7－9 b)串级调速系统等效电路 (7-11) (7-12) (7-13) 3. 转差率与转速方程 解式（7－11）