金陵科技学院运动控制系统课件第2篇第7章 绕线转子异步电动机双馈调速系统.ppt

Te1m —— 系统在第一工作区的计算最大转矩。 由于在异步电动机串级调速时，负载增大到一定程度，必然会出现转子整流器的强迫延迟换相现象，系统必然会进入第二工作区。而 Te1m 是在 ?p= 0 的条件下由式（7-19）求得的，它只表示若系统能继续保持第一工作状态将会达到的最大转矩。 第二工作区的机械特性方程式 当串级调速系统在第二工作区运行时， ?p不等于零，γ= 60o，代入式（7-19），再令 dTe/dt = 0，可求出第二工作区的最大转矩值Te2m，经过适当的数学推导，得第二工作区的机械特性方程式： 第二工作区的机械特性方程式 (7-23) ?s2m = s2m- s20 ——计及强迫延时换相，对应于某一?p 值时的转差率增量； ? s2 = s - s20 ——在给定 ? 与? p值下，由负载引起的转差率增量; 式中 s20——相应 ? 与 ? p 值下的理想空载转差率： (7-24) 而 注意 在用式（7-23）计算第二工作区的一段机械特性时，等号左边分母中仍用Te1m ，这是为了使第一、二工作区的机械特性计算公式尽量一致，不要误解为第二工作区的最大转矩就是Te1m ，它具有另外一个最大转矩Te2m 。 几种最大转矩的关系和计算 从异步电动机的铭牌数据可计算出额定转矩TeN和正常运行时的最大转矩Tem 。 对串级调速系统来说，有实用意义的是第一工作区的计算最大转矩 Te1m 和第二工作区真正的最大转矩 Te2m （可证明，Te2m 对应于?p= 15°）。还有第一、二工作区交界的转矩值，称作交接转矩 Te1-2 。 按照上面的推导，可得[41] （7-25） （7-26） （7-27） 转子整流电路的特点 （1）一般整流变压器输入输出的频率是一样的，而异步电动机转子绕组感应电动势的幅值与频率都是变化的，随电机转速的改变而变化。 （2）异步电动机折算到转子侧的漏抗值也与转子频率或转差率有关。 （3）由于异步电动机折算到转子侧的漏抗值较大，所以出现的换相重叠现象比一般整流电路严重，从而在负载较大时会引起整流器件的强迫延迟换相现象。 假设条件 （1）整流器件具有理想的整流特性，管压降及漏电流均可忽略； （2）转子直流回路中平波电抗器的电感为无穷大，直流电流波形平直； （3）忽略电动机励磁阻抗的影响。 转子整流电路 图7-7 转子整流电路 换相重叠 设电动机在某一转差率下稳定运行，转子三相的感应电动势为 era、erb、erc。当各整流器件依次导通时，必有器件间的换相过程，这时处于换相中的两相电动势同时起作用，产生换相重叠压降，如下图所示。 换相重叠角 根据“电力电子技术” 中介绍的理论，换相重叠角为 其中 XD0 — s = 1时折算到转子侧的电动机定子和转子每相漏抗。 （7-8） 由式（7-8）可知，换相重叠角随着整流电流 Id 的增大而增加。 当 Id 较小，? 在0°~ 60°之间时，整流电路中各整流器件都在对应相电压波形的自然换相点处开始换流，到 ? 处结束换流，整流波形正常。 强迫延迟换相现象 当电流 Id 增大到按式（7-8）计算出来的 ? 角大于60°时，器件在自然换相点处未能结束换流，从而迫使本该在自然换相点换流的器件推迟换流，出现了强迫延迟换相现象，所延迟的角度称作强迫延时换相角 ?p 。 由此可见，串级调速时的异步电动机转子整流电路有两种正常工作状态。 需要指出的是，强迫延时换相只说明在 超过某一值时，整流器件比自然换相点滞后 角换流，但从总体上看，6个器件在360°内轮流工作，每一对器件的换流过程最多只能是60°，也就是说， 再大，也只能使 不变。 转子整流电路的工作状态 （1）第一种工作状态的特征是 0 ≤ ? ≤ 60°， ? p = 0 此时，转子整流电路处于正常的不可控整流工作状态，可称之为第一工作区。 （2）第二种工作状态的特征是 ? = 60°， 0 ? p 30 ° 这时，由于强迫延迟换相的作用，使得整流电路类似处于可控整流工作状态， ? p 角相当于整流器件的控制角，这一状态称作第二工作区。 转子整流电路的工作状态 （3）当 ?p = 30°时，整流电路中会出现4个器件同时导通，形成共阳极组和共阴极组器件双换流的重叠现象，此后 ?p 保持为30°，而 ? 角继续增大，整流电路处于第三种工作状态，这是一种非正常的故障状态。 转子整流电流与? 、?