电力拖动自动系统第讲.pptVIP

第三十四讲 要求：1.掌握异步电动机串级调速机械特性方程 式分析方法； 2.了解串级调速系统技术经济指标种类及 功率因素改善方法； 3.了解斩波控制的串级调速系统工作原理 4.掌握串级调速装置的电压与容量计算方 法； 5.了解串级调速系统双闭环控制的结构； 7.3.3?异步电动机串级调速机械 特性方程式 1、电路结构 由串级调速系统主电路接线图（当整流器和逆变器都为三相桥式电路时）和相应的等效电路，可得图7－10； 图7－10 串级调速系统 a）主电路b）等效电路 2、系统的稳态电路方程 考虑到电动机转子与逆变变压器的电阻和换相重叠压降后： ①转子整流电路的输出电压为： (7-11) ②逆变器直流侧电压 (7-12) ③电压平衡方程 Ud＝Ui＋IdRL (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， RT——折算到二次侧的逆变变压器每相等效电阻， 。 3、转差率与转速方程 解式（7－11）~式（7－13），可以得到用转差率表示的方程式 (7-14) ①转速特性方程 将s=(n0－n)/n0代入上式，得到串级调速时的转速特性为 (7-15) 如令αp=0，则式（7-15）就表示系统在第一工作区的转速特性。 分析式（7-15）可以看出，等号右边分子中的第一项是转子直流回路的直流电压 U=2.34(Er0cos αp －UT2cosβ) （7-16） 第二项相当于回路中的总电阻压降，可以写作IdR∑，而分母则是转子整流器的输出电压。如借用直流电动机的概念和有关算式，引入电动势系数CE，使 (7-17) ②转速特性方程的直观形式 则式（7-15）可改写成 其中， ， 注意： 在直流调速系统中，电动势系数Ce是常数，但在串级调速系统中，CE是负载电流的函数，它是使转速特性成为非线性的重要因素，故两个符号的下角不同，以示区别。 ③两种转速特性的比较 A.式（7-18）表明，异步电动机串级调速系统与直流它励电动机的转速特性在形式上完全相同，改变电压即可得到一族平行移动的调速特性。 B在直流调速系统中，须直接改变电压U；而在异步电动机串级调速系统中，它是通过改变式（7-16）第二项中的控制角β来实现的。 在串级调速系统中总电阻R∑较大，系统的调速特性较软；对于αp≠0的第二工作区，计及αp的影响，在同一逆变角β下的电压更小，相当于也发生变化，因而调速特性更软。 4、电磁转矩方程 ①转差功率 可以从转子整流电路的功率传递关系入手，暂且忽略转子铜耗，则转子整流器的输出功率就是电动机的转差功率 ②电磁转矩公式 电磁功率Pm＝Ps/s，因此电磁转矩为 （7-19） 式中Ω0—— 理想空载机械角转速rad/s ； CM—— 串级调速系统的转矩系数， 因为， ，故它也是电流Id的函数。 与式（7-17）的电动势系数CE相比可知， CM和CE对Id的关系是一样的。 由于Ω0=2pn0/60，所以 （7-20） 可见，CM和CE的关系与直流他励电动机中 Cm和Ce的关系完全一致。 5、串级调速的机械特性方程 当串级调速系统在第一工作区运行时， αp=0 ，代入式（7-19），再令 ，可求出电磁转矩的计算最大值Te