电力拖动自动控制系统第三十三讲.pptVIP

第三十三讲 要求： 1.理解异步电机双馈调速下工况的变化； 2.掌握异步电机电气串级调速系统原理及 其工作过程； 3.理解机械串级调速系统的工作原理； 4.掌握串级调速系统的特征； 5.了解串级调速时转子整流电路特点 7.1.2?异步电机双馈调速的五种工 况 忽略机械损耗和杂散损耗时，异步电机在任何工况下的功率关系都可写作： Pm=sPm＋(1－s) Pm （7-4） 式中Pm—从电机定子传入转子（或由转子传出给定子）的电磁功率， sPm—输入或输出转子电路的功率，即转差功率， (1－s) Pm—电机轴上输出或输入的功率。 异步电动机双馈调速是通过控制转子中的转差功率大小与流向来实现对电动机转速调节的，由于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 ①工作条件 转子侧每相加上与Er0同相的附加电动势+Eadd（EaddEr0），并把转子三相回路连通。 ②运行工况 电机作电动运行，转差率为0s1，从定子侧输入功率，轴上输出机械功率。 ③功率流程 2、电机在反转时作倒拉制动运行 ①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。 ②运行工况 电机进入倒拉制动运行状态，转差率s1，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。式（7-4）可改写作： Pm＋|(1－s)|Pm =sPm ③功率流程 3、电机在超同步转速下作回馈制动运行 ①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电机转子回路再串入一个与s1Er0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。 ②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。此时式（7-4）可改写成： |Pm|＋|sPm|=|(1－s)Pm| ③功率流程 4、电机在超同步转速下作电动运行 ①工作条件 设电机原已在0s1作电动运行，转子侧串入了同相的附加电动势+ Eadd，轴上拖动恒转矩的反抗性负载。 当接近额定转速时，如继续加大+Eadd电机将加速到的新的稳态下工作，即电机在超过其同步转速下稳定运行。 ②运行工况 电机的轴上输出功率由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，式（7-4）改写成： Pm－sPm=(1－s)Pm ③功率流程 5、电机在次同步转速下作回馈制动运行 ①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。 ②运行工况 在低于同步转速下作电动运行，Eadd由“+”变为“-”，并使|－Eadd|大于制动初瞬的sEr0，电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停车过程。电机的功率关系为： |Pm|=s|Pm|＋ (1－s)|(1－s)Pm| ③功率流程 6、五种工况小结 五种工况都是异步电机转子加入附加电动势时的运行状态。 在工况a,b,c中，转子侧都输出功率，可把转子的交流电功率先变换成直流，然后再变换成与电网具有相同电压与频率的交流电功率。 ①转子输出功率的工况 ②转子输入功率的工况 7.2?异步电机在次同步电动 状态下的双馈系统—— 串级调速系统 7.2.1?串级调速系统的工作原理 1、基本思路 如前所述，在异步电机转子回路中附加交流电动势调速的关键就是在转子侧串入一个可变频、可变幅的电压。怎样才能获得这样的电压呢？ 对于只用于次同步电动状态的情况来说，比较方便的办法是将转子电压先整流成直流电压，然后再引入一个附加的直流电动势，控制此直流附加电动势的幅值，就可以调节异步电动机的转速。 这样，就把交流变压变频这一复杂问题，转化为与频率无关的直流变压问题，对问题的分析与工程实现都方便多了。 2、对直流附加电动势的技术要求 ①首先，它应该是可平滑调节的，以满足对电动机转速平滑调节的