1、61 串级调速的原理与类型,6.1.1 绕线转子异步电动机串级调速原理,1深入体会：绕线转子异步电动机转子回路串电阻的调速原理,从电磁转矩参数表达式看到的:,串电阻调速（改变r2 ）时 ，只要r2 /s不变，则 T 不变； r2 增大，必然使s增大，才能在新的s下使拖动系统在新的稳态运行。,第6章 绕线转子异步电动机的串级调速系统,串电阻调速时转子回路电流的变化规律,从物理表达式看到的：,电磁转矩T只与转子回路中的有功电流 成正比,拖动系统达到降低速度后的新的平衡状态,r2,I2T,T,n,s,T回到原值与负载转矩平衡,频率折算,转子回路串电阻调速的物理本质：改变转子回路的电流来改变转矩，实现
2、调速。,思考：还有什么方法能直接改变转子电流的大小,绕线式异步电机转子回路串附加电动势,2串级调速原理,转子回路中串入附加电势 来改变转子回路电流 ，改变电机的转矩，从而实现调速 。,T,n,s,I2T升回原值，降速过程结束,I2T,I2T,T,I2回落,s减小到零,I2T仍比原有的大,电机冲过同步转速点s0的次同步速区域运行时，,超同步速系统的次同步速制动运行状态,3. 从物理概念看工作原理,定子旋转磁势相对于转子是正转,与 同向，则产生正转矩,与 反向，则产生制动转矩,次同步速系统的正常电动运行状态,若1VR整流 1VR有源逆变 ， 反向，T 反向，电动 制动，象限 象限,3）在S0的运行
3、状态进入s0的运行状态,a）当电机在的次同步速运行时，若使1VR转入有源逆变， 电动机将进入第象限制动运行，转速反而下降 。,b）当电动机的转速在理想空载同步转速n0附近时， 的频率很低， 幅值很小，它不足以使有源逆变桥实现可靠的换流,原因：,在理想空载同步转速n0上下的一段转速区域将是图示的串调系统所无法进入的区域。,6.3.2超同步速串调系统的控制原理及能量传递,1控制原理,调节 或 均可改变s，实现超同步速系统的调速运行。,一般是固定其中一个，调节另一个：,固定,固定,为了充分利用逆变变压器及提高功率因数，固定 调节 较为有利,正常运行时，为使电流不太大，必有 ，得：,把超同步速串调系统
4、与次同步速串调系统在不同区域工作的能量传递简图按其工作区域都画在同一坐标平面内如图：,2能量传递关系,1）能量传递简图,2）超同步速串调系统电动时 的输出功率讨论,在输出最大转矩保持不变的情况下，若使异步电动机超同步速运行，可使电机的输出功率大于电机的额定功率。这是超同步速串级调速系统的最大优点。,这类电机调速系统又称“双馈调速系统”,超过电机额定功率部份的功率是从转子回路输入的,3）超同步速串调系统的优点,6.3.3 双馈同步调速系统,若1VR由有源逆变桥改为无源逆变桥，则功率变换器是一台输出频率可由指令信号（给定信号）控制的他控式交-直-交（或交交）变频器 。,定子电源的频率f1 ，同步转
5、速 n1 ，正向旋转。,转子输入经变频器变换后的电压、电流频率为 f2 ，所产生的旋转磁场相对转子的转速为n2 。,1. 构成,2. 工作原理,定义转向正向为逆时针方向 ，,即转子通入一个直流时，,控制量f2固定不变时，其机械特性是一条与同步电动机相同的水平直线。,这类电动机在结构形式上是异步电动机，但实际上却是在定、转子同时通不同频率交流电的按同步电动机方式运行的同步电动机。也存在与同步电动机完全一样的问题，如转子的振荡、失步现象等 。,n2为负时 （站在转子上看为逆时针）,n2为正时 （站在转子上看为逆时针）,，转子输出有功功率,，转子输入有功功率,3. 称之为“双馈同步（特性）调速系统”
6、,4. 超同步串级调速系统称之为“双馈异步（特性）调速系统”,表现的特性是典型的异步机的特性，,5. 采用交-交变频器的双馈调速系统（异步、同步）,双馈异步调速系统在同步转速上下的区域无法正常工作，而双馈同步调速系统会因失步导致系统抗冲击性负载的能力差。若在同步转速附近采用无源逆变的双馈同步调速，在其它区域采用有源逆变的双馈异步调速将是一种较好的方案。,6. 双馈调速系统的主要优点：, 可在、象限的任意转速下实现电动、制动，提高系统的动态响应性能。 输出功率可大于电动机的额定功率，在超同步速区域中仍保持恒转矩特性。若选用合适的减速比，把所要求调速区域的中间转速配成系统的同步转速，使下一半区域为次同步速串调，在上一半区域为超同步串调，则在不改变调速范围的情况下，使装置的容量是只采用次同步速串调装置容量的一半。,交交变频电路很容易实现他控式变频与有源逆变之间的转换,
