内反馈串级调速系统使用PWM整流器的方法研究.pdf

维普资讯 第 24卷第 2期 电 力 科 学 与 工 程 Vo1．24．No．2 M ar．．2008 9 2008年 3月 ElectricPowerScienceandEngineering 内反馈串级调速系统使用PWM 整流器的方法研究 马长啸，王艾萌，石新春 (华北电力大学 电气与电子工程学院，河北保定071003) 摘要：对斩波式内反馈 串级调速系统功率因数低的问题进行分析。将 PWM 整流器引入内反馈 串级调速系 统中，代替原有的晶闸管逆变部分，使逆变侧工作在负阻或容性状态，从而提高了系统的功率因数。介绍 了采用PWM整流技术的内反馈 串级调速系统及其控制策略，最后给出了仿真结果和相应的结论。 关键词：串级调速；PWM 整流器；功率因数 中图分类号：TM93 文献标识码：A 变流系统将该电势串入 电机的转子绕组，改变其串 0 引 言 入电势的大小即可实现调速。普通串级调速系统是 通过改变逆变角 来实现的，但随着逆变角 的增 电气传动在 日常生活、工业生产中占有很大的 大，系统的无功功率增加，功率因数降低，为此提 比重，特别是风机和泵类这些负载的消耗 占能源消 出了斩波式串级调速系统。原理图如图 1。 耗的比重很大，因此风机和泵类的节能问题是当今 工业生产中的主要问题之一。采用晶闸管实现的串 级调速系统是实现风机和泵类节能的有效手段。这 种调速方法与变频调速相比具有性能 良好、价格便 宜的特点，它不仅能够实现平稳调速，而且节约电 能20％～40％左右。但是功率因数比较低是传统串 级调速系统的一个突出的缺点，高速满载的情况下 约为 0．6，低速时约为 0．4，对能源造成了很大的 图 1 串级调速系统原理 图 浪费，并对电网造成很大的污染，影响了它的推广 整流桥输出电压为： --2．34sE2o 应用。由此，本文提出了新型的串级调速方案，即 逆变器输出电压为： =2．34 cos 用PWM整流器代替晶闸管逆变，从而提高系统的 转子直流回路的电压平衡方程式： 功率因数。 = 竿 1 斩波式内反馈串级调速系统分析 所以：，z=，zo1【-U-ncosfl。(T-r)) 式中 为调节绕组相电压，r为斩波器的占空比。 内反馈串级调速以绕线型感应 电动机转子串附 因此控制 占空比就可以调节 电动机的转速。 加电势进行调速的理论为基础，其调速电机在定子 上增设了一套三相对称绕组，称为调节绕组，而原 2 功率因数分析 来的定子绕组成为主绕组。附加电势就是由调节绕 组从主绕组感应过来的电势所提供的。通过可控硅 串级调速系统的功率因数可以表示为 收稿 日期：2007-10-12． 作者简介：马长啸 (1982一)，男，华北电力大学电气与电子工程学院硕士研究生 维普资讯 10 电 力 科 学 与 工 程