异步电动机的串级调速.ppt

* 三.串调装置的选择 串调装置的额定电压或额定电流均指直流侧的额定电压Udn和额定电流Idn，选择算式如下： 式中E2n为已选定电动机的转子开路线电压，I2n为已选定电动机 的转子额定电流。 额定电压 额定电流 * 直流侧额定电压与额定电流的乘积决定串级调速装置容量。由算式可以发现，调速范围D越大，所需串调系统容量越大，成本越高。直接起动调速范围最大，故串级调速装置的设计容量就大。 间接起动只需要按正常调速范围来设计串调系统容量。 * 总结 * * * 机械串级调速系统 用直流电动机作为可控直流电源， 通过控制直流电动机的励磁控制转子转速。 所吸收转差功率可以通过直流电动机与绕线电动机 的轴间直连将转差功率直接反馈给绕线电动机。 具有恒功率调速的特性 * 对于电气串级调速系统，如忽略损耗，则电机轴上输出的转矩为： 对于机械串级调速系统，如忽略损耗，则电机轴上输出的机械功率为： 结论：电气串级调速系统具有近似恒转矩的机械特性。 结论：机械串级调速系统具有近似恒功率的机械特性。 常数 常数 * 低同步串级调速系统 电气串级调速系统因效率高、技术成熟和低成本而获得广泛应用。 低同步机械串级调速系统的调速范围越大，所需直流电动机容量也越大，只适用于大容量，调速范围小的恒功率生产机械。 超同步串级调速系统 优点：效率高，而且能四象限运行，调速装置容量小，还可解决功率因数低的问题。 缺点：其主路和控制电路复杂，调速装置成本高， 使用场合：适用于需要四象限运行，大容量的生产机械。 * 一.转子整流器的三种工作状态 二.串级调速系统的调速特性 三.串级调速系统的机械特性与最大转矩 低同步串级调速系统的机械特性 * 一.转子整流器的三种工作状态 低同步串级调速系统电力电子电路的核心部分是转子整流器和有源逆变器，这两部分电路的整流或逆变器件的开关过程会受到负载电流的影响。 负载电流较小时换流速度较快，而负载电流较大时器件的换流速度较慢，换流速度慢会导致输出电压的降低，如果换流速度过慢甚至会引起电路故障。 下面以转子整流器为例说明换流过程其整流输出电压的影响。 分析前提条件: （1） 假设直流滤波电感足够大,转子整流器输出的直流电流平直。 （2） 整流二极管没有管压降。 （3） 忽略电动机内阻对二极管换相的影响。 * 分析注意事项: ①转子绕组感应电动势E2的幅值与频率都是转差率s的函数； ②折算到转子侧的漏抗值也是转差率s的函数； ③由于异步电机折算到转子侧的漏抗值比整流变压器的要大，换相重叠现象严重，转子整流器会出现“强迫延迟导通”现象。 异步电机转子整流电路的工作与一般具有整流变压器的整流电路的工作极为相似，因此可以引用电力电子整流电路分析中已有的一些结论,但是要看到它们两者之间存在着差异，主要是： * （Id较小， 的情况 ） 1.转子整流器的第一工作状态 特征：转子电流较小，整流后直流电流Id也较小； 二极管整流器换相迅速，两个二极管之间的换流重叠角?较小。 重叠角 ? 随转子电流或Id的增大而增大，第一工作状态的?小于等于600。 * 可见，E20和XD0确定时，Id越大，γ越大，当 时，γ＝60o。 第一工作状态的边界 时电压、电流波形 由整流电路计算，得第一工作状态下的重叠角 计算公式： 式中， Id―整流电流平均值； E20 ―转子开路时的相电动势 有效值； XD0 ―折算到转子侧的每相漏抗(s=l时)。 * （Id较大， 不变，出现强迫延时换相角） 2.转子整流器的第二工作状态 特征： 当重叠达到600，电流达到第一工作状态最大电流（或一、二状态分界电流Id1-2）以上，如果负载电流继续增大，最初时重叠角会大于600，但稳定以后，两个二极管的重叠会均匀地保持600不变，但所有二极管的换流都被迫从自然换流点向后延迟一个角度 。 电流越大，这个强迫延时换相角就越大，但有： * 3.转子整流器的故障状态 特征： 当重叠达到600、 强迫延时换相角达到300时的电压电流波形如右图所示。 如果负载电流继续增大，重叠角又会大于600，但强迫延时换相角会保持300不变。原因是：即使前面两个管子换流未换完，后面该导通的管子也会承受正压而导通，这样，就会出现共阴极管和共阳极管都在换流，四个二极管同时导通----转子整流器短路的故障情况 。 * 串级调速系统要避免运行时严重过载的情况。 （Id