电力拖动自动控制系统第二十四讲.pptVIP

第二十四讲 要求：1.了解软启动器的实现方法及其特点； 2.了解电机运行过程中损耗种类及降低 损耗的方法； 3.掌握变压变频调速的基本控制方式； 4.掌握基频以下电压-频率协调控制的 基本原理及其机械特性 5.6?变压控制在软起动器和 轻载降压节能运行中的 应用 除了调速系统以外，异步电动机的变压控制在软起动器和轻载降压节能运行中也得到了广泛的应用。 本节主要介绍它们的基本原理。 5.6.1 软起动器 1、起动电流问题 A.起动电流和起动转矩 在式（5-2）和式（5-3）中已导出异步电动机的电流和转矩方程式，起动时， s =1，因此起动电流和起动转矩分别为： ， B.分析 由上述二式不难看出，在一般情况下，三相异步电动机的起动电流比较大，而起动转矩并不大。 对于一般的笼型电动机，起动电流和起动转矩对其额定值的倍数大约为 起动电流倍数 ； 起动转矩倍数 C.直接起动的后果 中、大容量电动机的起动电流大，会使电网压降过大，影响其他用电设备的正常运行，甚至使该电动机本身根本起动不起来。这时，必须采取措施来降低其起动电流，常用的办法是降压起动。 D.降压起动的矛盾 由式（5-19）可知，当电压降低时，起动电流将随电压成正比地降低，从而可以避开起动电流冲击的高峰。 但是，式（5-20）又表明，起动转矩与电压的平方成正比，起动转矩的减小将比起动电流的降低更快，降压起动时又会出现起动转矩够不够的问题。 为了避免这个麻烦，降压起动只适用于中、大容量电动机空载（或轻载）起动的场合 2、传统的降压起动方法 及其特点 星-三角（Y-Δ）起动 定子串电阻或电抗起动 自耦变压器（又称起动补偿器）降压起动 它们都是一级降压起动，起动过程中电流有两次冲击，其幅值都比直接起动电流低，而起动过程时间略长，如图5-12所示。 3、软起动方法 现代带电流闭环的电子控制软起动器可以限制起动电流并保持恒值，直到转速升高后电流自动衰减下来（图5-12中曲线c），起动时间也短于一级降压起动。 主电路采用晶闸管交流调压器，用连续地改变其输出电压来保证恒流起动； 稳定运行时可用接触器给晶闸管旁路，以免晶闸管不必要地长期工作。 视起动时所带负载的大小，起动电流可在 (0.5～4)IsN之间调整，以获得最佳的起动效果，但无论如何调整都不宜于满载起动。 负载略重或静摩擦转矩较大时，可在起动时突加短时的脉冲电流，以缩短起动时间。 软起动的功能同样也可以用于制动，用以实现软停车。 5.6.2 轻载降压节能运行 三相异步电动机运行时的总损耗可用下式表达∑p=pcus+pFe+pcur+pmech+ps 式中pcus—定子铜损； pFe— 铁损； pcur— 转子铜损； pmech— 机械损耗； ps— 杂散损耗。 电动机的运行效率为 式中η— 效率； P1—输入电功率； P2—轴上输出 当电动机在额定工况下运行时，由于输出功率大，总损耗只占很小的成分，所以额定效率ηN较高，一般可达75%~95%，最大效率发生在(0.7～1.1)P2N 的范围内。电动机容量越大时，ηN越高。 完全空载时，理论上P2=0，则η=0。但实际上生产机械总有一些摩擦负载，只能算作轻载，这时，电磁转矩很小。 电磁转矩可表示成 电动机在正常运行时，气隙磁通Φm基本不变，因此轻载时转子电流 很小，pcur很小，但pFe、pmech、 ps基本不变，而定子电流为 ，受励磁电流的牵制，定子电流并没有转子电流降低得那么多。 由上述分析可知，为了减少轻载时的能量损耗，关键是降低气隙磁通Φm，这样可以同时降低铁损pFe和励磁电流I0，降低定子电压可以达到这一目的。 但是，如果过份降低电压和磁通，由式（5-23）可知，转子电流 必然增大，则定子电流Is反而可能增加，铁损的降低将被铜损的增加填补，效率反而更差了。 如图5-13所示，当负载转矩一定时，轻载降压节能有一个最佳电压值，此时效率最高，这样，η=f(Us) 的曲线可由试验取得。 图5-13 轻载降压节能的效率曲线与最佳电压值(TL) 第6章 笼型异步电机变压 变频调速系统(VV 系统）——转差功 率不变型调速系统 0?概?述 异步电机的变压变频调速系统一般简称为变频调速系统。 由于在调速时转