电力拖动自动控制系统PPT.pptVIP

（1）异步电机近似的线性机械特性 由式（5-3）已知电磁转矩为 （5-3） 当 s 很小时，可以认为 且 后者相当于忽略异步电机的漏感电磁惯性。在此条件下， （5-6） 这是在上述条件下异步电机近似的线性机械特性。 （2）稳态工作点计算 设A为近似线性机械特性上的一个稳态工作点，则在A点上 （5-7） 在A点附近有微小偏差时，Te= TeA+?Te ，Us = UsA + ?Us ，而 s = sA + ?s，代入式（5-6）得 （3）微偏线性化 将上式展开，并忽略两个和两个以上微偏量的乘积，则 （5-8） 从式（5-8）中减去式（5-7），得 （5-9） 已知转差率 ，其中?1是同步角转速，? 是转子角转速，则 (5-10) 将式（5-10）代入式（5-9），得 （5-11） 式（5-11）就是在稳态工作点附近微偏量?Te与?Us和??间的关系。 带恒转矩负载时电力拖动系统的运动方程式为 按上面相同的方法处理，可得在稳态工作点A附近的微偏量运动方程式为 （5-12） 将式（5-11）和（5-12）的微偏量关系画在一起，即得异步电机在忽略电磁惯性时的微偏线性化动态结构图，如图5-9所示。 如果只考虑?Us到??之间的传递函数，可先取 ?TL = 0，图5-9中小闭环传递函数可变换成 （4）近似动态结构图 3np ω1Rr 2UsASA 3npU 2sA ωs2 R’r np Js ΔUs ΔTe ΔTL Δ? + - - 图5-9 忽略电磁惯性时异步电机微偏线性化的近似动态结构图 （5）异步电机的近似线性化传递函数 于是，异步电机的近似线性化传递函数为 式中 KMA— 异步电机的传递系数， Tm— 异步电机拖动系统的机电时间常数， 由于忽略了电磁惯性，只剩下同轴旋转体的机电惯性，异步电机便近似成一个线性的一阶惯性环节，即 (5-13) 把得到的四个传递函数式写入图5-8中各方框内，即得异步电机变压调速系统微偏线性化的近似动态结构图。 最后，应该再强调一下，具体使用这个动态结构图时要注意下述两点： 由于它是偏微线性化模型，只能用于机械特性线性段上工作点附近的稳定性判别和动态校正，不适用于起制动时转速大范围变化的动态响应。 由于它完全忽略了电磁惯性，分析与计算有很大的近似性。 *5.5 转差功率损耗分析（略） *5.6 变压控制在软起动器和轻载降压节 能运行中的应用 除了调速系统以外，异步电动机的变压控制在软起动器和轻载降压节能运行中也得到了广泛的应用。 本节主要介绍它们的基本原理，关于其运行中的一些具体问题可参看参考文献[42]，[43]，[44]。 *5.6.1 软起动器 起动电流问题 常用的三相异步电动机结构简单，价格便宜，而且性能良好，运行可靠。对于小容量电动机，只要供电网络和变压器的容量足够大（一般要求比电机容量大4倍以上），而供电线路并不太长（起动电流造成的瞬时电压降落低于10%~15%），可以直接通电起动，操作也很简便。对于容量大一些的电动机，问题就不这么简单了。 起动电流和转矩公式 在式（5-2）和式（5-3）中已导出异步电动机的电流和转矩方程式，起动时，s =1，因此起动电流和起动转矩分别为 （5-19） （5-20） 由上述二式不难看出，在一般情况下，三相异步电动机的起动电流比较大，而起动转矩并不大。对于一般的笼型电动机，起动电流和起动转矩对其额定值的倍数大约为 起动电流倍数 起动转矩倍数 起动电流和转矩分析 起动电流和转矩分析（续） 中、大容量电动机的起动电流大，会使电网压降过大，影响其他用电设备的正常运行，甚至使该电动机本身根本起动不起来。这时，必须采取措施来降低其起动电流，常用的办法是降压起动。 降压起动的矛盾 由式（5-19）可知，当电压降低时，起动电流将随电压成正比地降低，从而可以避开起动电流冲击的高峰。 但是，式（5-20）又表明，起动转矩与电压的平方成正比，起动转矩的减小将比起动电流的降低更快，降压起动时又会出现起动转矩够不够的问题。为了避免这个麻烦，降压起动只适用于中、大容量电动机空载（或轻载）起动的场合。 传统的降压起动方法 传统的降压起动方法有： 星-三角（Y-