第七节交流调压调速电梯拖动方式选读.ppt

第七节 交流调压调速电梯拖动方式 一、交流异步电动机调压调速的基础知识 （一）调压调速的基本原理 改变电源电压，交流异步电动机的机械特性就将改变。 如果电机拖动一恒转矩负载MZ，那么 当电机电压U1=U1N时, 电机将稳定运行在A点， 当电压降低到U1′时，电机将稳定运行在B点， 当电压降低到U1〞时，电机将稳定运行在C点。 由于U1N＞U1 ′＞U1 〞 ，因此nAnBnC（见图3-33 a））。 可见调压可以调速，这对于需要调节稳定运行速度的生产机械是有用的。 图3－33 交流异步电动机调压调速机械特性 a）sm1 b）sm＞1 （二）调压电路 图3－34 三相调压电路（三相星形调压） 图3－35表示了六个可控硅的触发脉冲与三相电源电压Ua0、Ub0、Uc0的相对关系，图中的1号脉冲被送给图3－34中的l号可控硅的门极去触发该可控硅，依此类推，2～6号脉冲分别去触发2～6号可控硅。 这六个触发脉冲彼此间隔60°电角度。 规定Ua0 的正向过零点为α＝0°点，则1号脉冲的前沿与该点的间隔就被称作可控硅的触发角。 从图中可以看出，当触发角α＜0°或α＞180°时，可控硅承受反向电压，不具备导通条件， 当150°＜α＜180°时，没有任何两个可控硅可以同时导通，因此不会有输出电压，也就不会有电流。 可见实际可用的α角范围在0°＜α＜150°之间（当α＞90°以后，应采用宽脉冲触发或双脉冲触发）。 在调压调速电梯中，目前采用较多的是图3-34这种电路，下面针对这种电路分析其输出电压的波形。 (三)调压电路的输出电压波形 交流调压电路的输出电压中含有较多的高次谐波，这是交流调压方法的一个重要缺点。 下面我们针对图3－34所示电路，分析它的输出电压波形。为了简化问题，假设负载为纯电阻负载，即负载功率因数cosφ=1，并忽略电机绕组间的互感影响。按常规将电源中性线的电位作为零电位。 当α=0°时，三相电压可以完整地通过可控硅加到电机上，忽略可控硅的管压降，则电机得到额定电压。这种情况与电机直接接到三相电源上是一样的，星形点0 ′的电位与电源中性线N的电位是一样的，都是零电位。 下面分析α=30°时电机的相电压UUO′的波形。 为了简化问题，假设负载为纯电阻的。 这时的1-6号触发脉冲的位置如图3－36 a) 中标注的那样，为了形象起见，将触发2、4、6号可控硅的触发脉冲画向下，并且将各触发脉冲所对应可控硅上的正向（对可控硅讲是正向的）电压的半个正弦波分别标以l-6号。 首先分析电机星形点O’的电位UUO′。 在0°～30°范围内1号可控硅尚未导通，而5号、6号可控硅已经导通，这时0′点的电位应为V、W相绕组分压确定。 在0°时刻, 在30°时刻1号可控硅尚未导通时， 在30°～60°范围内，1号可控硅由于受到触发而导通，5号、6号可控硅继续导通，这时三相电压都加到电机端，因此星形点O ′的电位一定是零。 在60°～90°范围内，5号可控硅因电压过零变负而关断，反向的2号可控硅尚未触发，因此只有1号、6号可控硅继续导通，U、V两相绕组通电，O ′点电位由U、V相绕组分压决定，即， 在60°时刻, 在90°时刻, 因此，从而可以画出60°～90°区间UO′波形。 在90°～120°范围内，2号可控硅被触发而导通，1号、6号可控硅继续导通，电动机三相绕组均被接到电源上，因此在90°～120°区间，电动机星形点的电位UO′=0。如此可以逐段分析出O′点的电位波形曲线如图3-36 a）那样。 下面分析电动机的相电压波形。以U相绕组为例，在U相可控硅1号、4号未触发导通的0°～30°区间和180°～210°区间， UO′=0。 而在可控硅导通后电动机得到的U相电压应当是U相电源电压Uu与星形点电位UO′之差，即 UaO′= UaO - UO′ 按上面两个方法可以画出U相电压UUO′的波形如图3－36 a）中粗实线那样。 该曲线表明，在α=30°时，电机得到的相电压不再是一个正弦波了，而是在正弦波基础上被“挖掉”，或“补上”一些三角波形，它除了基波外，还包含了高次谐波。 类似地，也可以画出V相、W相电压UVO′ 、UWO′的波形，它们与UUO′相似，互差120°。 当触发角在30°～60°之间变化时，输出相电压波形与图3-36 a）中UUO′相似，只是波形跳变沿向前或向后推移了而已。 用类似的方法可以分析出α=60°～90°时输出相电压波形见图3－36 b）， UUO′的波形如图3-36 b）中粗实线所示。 从图3－36 c）看出，当α=90°～120°时，输出的电压波形已经与正弦波相差很大了。 当触发角在α=120°～150°之间时．用细实线画出这个区间的Uo，见图3－36 d），输出的相电压波形就更差了。