交流传动及其控制系统—第一章.ppt

交流传动及其控制系统 电气工程及其自动化专业 主讲人：邓福军 Mobile Telephone Email：dfj11677@ 第一章 交流调压调速系统 学习主要内容： ?调压调速的基本原理 ?晶闸管三相调压电路 ?闭环控制的调压调速系统及静特性 1.1 异步机调压调速的原理 一﹑调压调速原理 已知电磁转矩方程为 ： 由机械特性方程可知，在电机参数不变的情况下，电磁转矩与U12成正比，若在一定的负载转矩下，Te保持不变，U1变化会引起转差率S的变化，而同步转速不变，则电机的转速n发生变化。 1.1 异步机调压调速的原理 机械特性曲线变化规律如下图所示： 二、机械特性 s n 风机负载 C Tm sm 0 n0 Unom U0.7nom U0.5nom 恒转矩负载 改变定子电压调速 1.1 异步机调压调速的原理 三、调速范围 1、调速范围在0—Sm之间。 2、与负载的关系 恒转矩负载: 调速范围小;转差率不会超过sm; 风机类负载: 调速范围大一些; 3、增大调速范围的方法 （1）增大Sm，即增大R2 （2）构成闭环控制系统 1.1 异步机调压调速的原理 s n T 0 n0 Unom U0.7nom U0.5nom A B C 1 0 高转子电阻电动机在不同电压下的机械特性 特点： 1、恒转矩负载下调速范围增大,但静差率太大； 2、在堵转转矩下工作也不会烧坏电机； 3、机械特性软; 1.1 异步机调压调速的原理 四﹑调压调速方法 常用的调压调速方法主要有三种：自耦变压器，饱和电抗器，晶闸管调压。 M WWW 饱和电抗器 饱和电抗器是利用直流磁化电流控制铁心的饱和程度,来改变串接在定子回路中的交流电抗,从而调节电机绕组上的电压。铁心饱和时,交流电抗小,加在电机定子上的电压高；不饱和时,交流电抗大,因此加在定子上的电压低,通过改变直流磁化电流,实现调压调速。 1.2 晶闸管三相交流调压电路 一、晶闸管调压调速原理 a.相位控制 晶闸管在每个电源电压波形周期的选定时刻将电机电源接通.不同的控制角就可以得到不同的输出电压波形,从而起到调压的作用. 1.2 晶闸管三相交流调压电路 tP tO b.通断控制 晶闸管起着开关的作用,它把负载与电源按一定的频率接通与关断,晶闸管的控制角一般为零,可以连续导通几个周期,晶闸管在控制脉冲消失后自然关断. 1.2 晶闸管三相交流调压电路 二、晶闸管三相调压主电路 1、三相全波Y联接主电路构成 1.2 晶闸管三相交流调压电路 2、三相全波Y联接主电路工作规律 各个晶闸管按照如下规律触发：电机正转时晶匝管的触发顺序为VT1→VT2→VT3→VT4→VT5→VT6→VT1，各管触发脉冲相差60°；同相相反连接的两晶闸管VT1—VT4之间触发脉冲互差180°；不同相但连接方向相同的晶闸管VT1—VT3—VT5之间和VT4—VT6—VT2之间互差120° 1.2 晶闸管三相交流调压电路 3、三相全波Y联接调压电路与负载关系 当所带的负载是感性负载时，电流滞后电压一个负载阻抗角φ，调压电路输出电压不仅与触发角α有关，而且与阻抗角φ有关（分析所用波形如书中图所示）。当αφ时，晶闸管起调压作用，当α≤φ时，同一相的另一晶闸管触发脉冲到来时，原已导通的晶闸管尚未关断，则另一晶闸管触发脉冲不能立刻起作用，若脉冲宽度不够，当原已导通的晶闸管电流过零而关断时，另一晶闸管触发脉冲已消失，则形成“单相半波整流”现象，所以要采用宽脉冲或双脉冲触发，当原已导通的晶闸管电流过零而关断时，另一晶闸管触发脉冲仍存在，以避免上述现象的出现。 a)三相分支双向控制绕组△联结 WW WW WW 特点: 需要三对晶闸管反并联,成本比较高; 绕组中有三次谐波电流流过,谐波分量比较高; 1.3 其他常用三相交流调压电路 1.3 其他常用三相交流调压电路 特点: 需要三个晶闸管和三个二极管,可降低成本;各相波形不对称,有偶次谐波存在;只适用于小容量装置; b)三相分支单向控制绕组Y联结 WW WW WW 1.3 其他常用三相交流调压电路 WWW WWW WWW c)三相零点△联结单向控制 特点: 电路简单,成本低;可以减少电网浪涌冲击;有奇次谐波存在;运行效率低;适用于小容量电机; 1.4 闭环控制的 调压调速系统及其静 特性 异步电机调压调速时,采用普通电机时调速范围窄,而采用高转子电阻电机虽然可以增加调速范围,但是机械特性变软,静差率有太大,采用开环控制很难解决这个问题. 对于恒转矩负载性质的负载,调速范围D要求在2以上时,往往采用带转速负反馈的闭环系统,要