1、1本節(jié)提要本節(jié)提要串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的效率串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的效率串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)及其改串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)及其改善途徑善途徑斬波控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)斬波控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)串級(jí)調(diào)速安裝的電壓和容量串級(jí)調(diào)速安裝的電壓和容量* *7.4 7.4 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)目的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)目的 及其提高方案及其提高方案2l學(xué)習(xí)要點(diǎn)：學(xué)習(xí)要點(diǎn)： 1. 1.串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)性能的普通性討論：串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)性能的普通性討論： 1 1效率效率 2 2功率因數(shù)功率因數(shù) 3 3附加安裝的容量附加安裝的容量 。 2. 2. 改善功率因數(shù)的斬波控制。改善功率因數(shù)的斬波控制。 重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)、難點(diǎn)： 能量傳送流程。能量傳

2、送流程。 3* *7.4.1 7.4.1 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的效率串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的效率圖圖7-12 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)效率分析串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)效率分析a)系統(tǒng)的功率傳送系統(tǒng)的功率傳送 b)系統(tǒng)的功率流程圖系統(tǒng)的功率流程圖 4n 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)功率流程串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)功率流程 l在串級(jí)調(diào)速時(shí)，在串級(jí)調(diào)速時(shí)，PsPs未被全部耗費(fèi)掉，而未被全部耗費(fèi)掉，而是扣除了轉(zhuǎn)子銅損是扣除了轉(zhuǎn)子銅損pCurpCur、雜散損耗、雜散損耗 ps ps 和附加的串級(jí)調(diào)速安裝損耗和附加的串級(jí)調(diào)速安裝損耗ptanptan后經(jīng)過后經(jīng)過轉(zhuǎn)子整流器與逆變器前往電網(wǎng)，這部分轉(zhuǎn)子整流器與逆變器前往電網(wǎng)，這部分前往電網(wǎng)的功率稱作回饋功率前往電網(wǎng)的功率稱作回饋

3、功率Pf Pf 。l對(duì)整個(gè)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)來說，它從電網(wǎng)吸對(duì)整個(gè)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)來說，它從電網(wǎng)吸收的凈有功功率應(yīng)為收的凈有功功率應(yīng)為 Pin=P1Pf Pin=P1Pf 。 5n 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)效率及比較串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)效率及比較l串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的總效率串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的總效率 %100%100f1mechmechin2schPPpPPP%100)1()1(tanmechmmechmpppsPpsP(7-28)式中式中 p p 是異步電動(dòng)機(jī)定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)的總損耗；是異步電動(dòng)機(jī)定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)的總損耗； 6 在串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低時(shí)，假設(shè)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，降低時(shí)，假設(shè)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變

4、， p p 和和 ptan ptan 都根本不變，式都根本不變，式7-287-28分子和分分子和分母中的母中的Pm(1-s)Pm(1-s)項(xiàng)隨著的項(xiàng)隨著的s s增大而同時(shí)減少，增大而同時(shí)減少，對(duì)總效率值的影響并不太大。對(duì)總效率值的影響并不太大。 7 轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速的效率轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速的效率 當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速時(shí)，調(diào)速當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速時(shí)，調(diào)速系統(tǒng)的效率是系統(tǒng)的效率是%100%100sCurFeCusmechmechmech12RppppPpPPP%100)1 ()1 (mechmmechmppsPpsP= 其中，其中，Pm(1-s)Pm(1-s)項(xiàng)隨項(xiàng)隨s s 的變化和

5、串級(jí)調(diào)速的變化和串級(jí)調(diào)速時(shí)一樣，而所串電阻越大時(shí)，時(shí)一樣，而所串電阻越大時(shí)，pCur pCur 越大，越大，p p 也越大，因此效率也越大，因此效率 R R 越低，幾乎是隨越低，幾乎是隨著轉(zhuǎn)速的降低而成比例地減少。著轉(zhuǎn)速的降低而成比例地減少。 8l 效率的比較效率的比較p串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的總串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的總效率是比較高的，效率是比較高的，且當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降且當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，低時(shí)，sch sch 的減的減少并不多。少并不多。p而繞線轉(zhuǎn)子異步電而繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速時(shí)的效率幾阻調(diào)速時(shí)的效率幾乎隨轉(zhuǎn)速的降低而乎隨轉(zhuǎn)速的降低而成比例地減少。成比例地減少。圖圖7-13 7-

6、13 電氣串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)與轉(zhuǎn)子串電阻電氣串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)與轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng) = f (s) = f (s) 的比較的比較 9* *7.4.2 7.4.2 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)及其改善途徑及其改善途徑 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)與系統(tǒng)所用的異步串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)與系統(tǒng)所用的異步電動(dòng)機(jī)、不可控整流器和逆變器三大部分有關(guān)：電動(dòng)機(jī)、不可控整流器和逆變器三大部分有關(guān)：異步電動(dòng)機(jī)本身的功率因數(shù)就會(huì)隨著負(fù)載的減輕而異步電動(dòng)機(jī)本身的功率因數(shù)就會(huì)隨著負(fù)載的減輕而下降；下降；轉(zhuǎn)子整流器的換相重迭和強(qiáng)迫延遲導(dǎo)通等作用都會(huì)轉(zhuǎn)子整流器的換相重迭和強(qiáng)迫延遲導(dǎo)通等作用都會(huì)經(jīng)過電機(jī)從電網(wǎng)吸收換相無

7、功功率；經(jīng)過電機(jī)從電網(wǎng)吸收換相無功功率；逆變器的相控作用使其電流與電壓不同相，也要耗逆變器的相控作用使其電流與電壓不同相，也要耗費(fèi)無功功率。費(fèi)無功功率。10n 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù) 在串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中，從交流電網(wǎng)在串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中，從交流電網(wǎng)吸收的總有功功率是電動(dòng)機(jī)吸收的吸收的總有功功率是電動(dòng)機(jī)吸收的有功功率與逆變器回饋至電網(wǎng)的有有功功率與逆變器回饋至電網(wǎng)的有功功率之差，然而從交流電網(wǎng)吸收功功率之差，然而從交流電網(wǎng)吸收的總無功功率卻是電動(dòng)機(jī)和逆變器的總無功功率卻是電動(dòng)機(jī)和逆變器所吸收的無功功率之和見圖所吸收的無功功率之和見圖7-7-1212。11 功率因數(shù)計(jì)算公式功率因數(shù)計(jì)

8、算公式s s 系統(tǒng)總的視在功率；系統(tǒng)總的視在功率；Q1 Q1 電動(dòng)機(jī)從電網(wǎng)吸收的無功功率；電動(dòng)機(jī)從電網(wǎng)吸收的無功功率；Qf Qf 逆變變壓器從電網(wǎng)吸收的無功功率。逆變變壓器從電網(wǎng)吸收的無功功率。2f12f1f1insch)()(cosQQPPPPSP式中(7-29)12 功率因數(shù)范圍功率因數(shù)范圍p普通串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的功率因普通串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的功率因數(shù)為數(shù)為0.60.650.60.65，比正常接線時(shí)電動(dòng)機(jī)的功，比正常接線時(shí)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)減少率因數(shù)減少0.10.1左右；左右；p在低速時(shí)可降到在低速時(shí)可降到0.40.50.40.5對(duì)調(diào)速范圍為對(duì)調(diào)速范圍為2 2的系統(tǒng)。這是串級(jí)調(diào)

9、速系統(tǒng)的主要缺陷。的系統(tǒng)。這是串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的主要缺陷。p對(duì)于寬調(diào)速的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，隨著轉(zhuǎn)差率對(duì)于寬調(diào)速的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，隨著轉(zhuǎn)差率的增大，系統(tǒng)的功率因數(shù)還要下降，這是的增大，系統(tǒng)的功率因數(shù)還要下降，這是串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)能否被推行運(yùn)用的關(guān)鍵問題串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)能否被推行運(yùn)用的關(guān)鍵問題之一。之一。13* *7.4.3 7.4.3 斬波控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)斬波控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)l問題的提出問題的提出l 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)功率因數(shù)差的一個(gè)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)功率因數(shù)差的一個(gè)重要緣由就是采用了相位控制的逆變重要緣由就是采用了相位控制的逆變器，控制角器，控制角 越大時(shí)，逆變器從電越大時(shí)，逆變器從電網(wǎng)吸收的無功功率越多。網(wǎng)吸收的無功

10、功率越多。l 假設(shè)用斬波器來控制直流電壓，假設(shè)用斬波器來控制直流電壓，而將逆變器的控制角設(shè)定為允許的最而將逆變器的控制角設(shè)定為允許的最小值不變，即可降低無功的耗費(fèi)，而小值不變，即可降低無功的耗費(fèi)，而提高系統(tǒng)功率因數(shù)。提高系統(tǒng)功率因數(shù)。 14n 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成圖圖7-14 斬波控制串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)原理圖斬波控制串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)原理圖 15 圖圖7-147-14繪出了斬波控制的串級(jí)調(diào)繪出了斬波控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)原理圖，圖中速系統(tǒng)原理圖，圖中CHCH是直流斬波器，是直流斬波器，可用普通晶閘管或可關(guān)斷電力電子器可用普通晶閘管或可關(guān)斷電力電子器件組成，后者可大大簡化斬波器電路。件組成，后者可大大簡化斬波器電路

11、。 系統(tǒng)中斬波器系統(tǒng)中斬波器CHCH任務(wù)在開關(guān)形狀，任務(wù)在開關(guān)形狀，其任務(wù)原理和功率因數(shù)如下分析。其任務(wù)原理和功率因數(shù)如下分析。 161 1任務(wù)原理任務(wù)原理l當(dāng)它接通時(shí)，逆變器輸出的附加電動(dòng)勢(shì)當(dāng)它接通時(shí)，逆變器輸出的附加電動(dòng)勢(shì)被短接被短接Eadd = 0Eadd = 0；l斷開時(shí)，輸出電動(dòng)勢(shì)最大斷開時(shí)，輸出電動(dòng)勢(shì)最大Eadd = UiEadd = Ui。l 設(shè)斬波器的開關(guān)周期為設(shè)斬波器的開關(guān)周期為T T ，開關(guān)接，開關(guān)接通的時(shí)間為通的時(shí)間為 ，那么逆變器經(jīng)，那么逆變器經(jīng)CHCH送出的送出的平均電動(dòng)勢(shì)為平均電動(dòng)勢(shì)為 iUTT 改動(dòng)占空比改動(dòng)占空比(T-(T- )/T )/T 即可調(diào)理平均電即可調(diào)

12、理平均電動(dòng)勢(shì)的大小，從而調(diào)理異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。動(dòng)勢(shì)的大小，從而調(diào)理異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。17 附加電動(dòng)勢(shì)的斬波波形附加電動(dòng)勢(shì)的斬波波形 圖圖7-157-15為為忽略交流電忽略交流電壓變化時(shí)附壓變化時(shí)附加電動(dòng)勢(shì)的加電動(dòng)勢(shì)的斬波波形。斬波波形。圖圖7-15 轉(zhuǎn)子斬波串級(jí)調(diào)速時(shí)的附加電動(dòng)勢(shì)波形轉(zhuǎn)子斬波串級(jí)調(diào)速時(shí)的附加電動(dòng)勢(shì)波形 OtEaddT18 斬波控制串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速方程斬波控制串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速方程 當(dāng)轉(zhuǎn)子回路整流器和逆變器都是橋式當(dāng)轉(zhuǎn)子回路整流器和逆變器都是橋式電路時(shí)，可得理想空載的電壓平衡方程式電路時(shí)，可得理想空載的電壓平衡方程式min2T0r0cos)1 (34. 234. 2UTEsmin0

13、r2Tsyn0cos11EUTnn7-30 n0 n0 不同占空比時(shí)的理想空載轉(zhuǎn)速；不同占空比時(shí)的理想空載轉(zhuǎn)速；nsynnsyn異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。式中 因此 192 2系統(tǒng)的功率因數(shù)系統(tǒng)的功率因數(shù) 在斬波控制在斬波控制時(shí)，逆變角設(shè)定時(shí)，逆變角設(shè)定為為 min min ，那么，那么逆變器從電網(wǎng)吸逆變器從電網(wǎng)吸收的無功功率可收的無功功率可減到最小程度。減到最小程度。圖圖7-16 兩種串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)比較兩種串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)比較斬波控制串?dāng)夭刂拼?jí)調(diào)速系統(tǒng)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)常規(guī)串級(jí)調(diào)常規(guī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)速系統(tǒng)20* *7.4.4 7.4.4 串級(jí)調(diào)速安裝的電壓和串級(jí)調(diào)速安

14、裝的電壓和容量容量 串級(jí)調(diào)速安裝是指整個(gè)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)串級(jí)調(diào)速安裝是指整個(gè)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中除異步電動(dòng)機(jī)以外為實(shí)現(xiàn)串級(jí)調(diào)速而附中除異步電動(dòng)機(jī)以外為實(shí)現(xiàn)串級(jí)調(diào)速而附加的一切功率部件，包括轉(zhuǎn)子整流器、逆加的一切功率部件，包括轉(zhuǎn)子整流器、逆變器和逆變變壓器。變器和逆變變壓器。 從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，必需正確合理地選從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，必需正確合理地選擇這些附加設(shè)備的電壓和容量，以提高整擇這些附加設(shè)備的電壓和容量，以提高整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的性能價(jià)錢比。個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的性能價(jià)錢比。21n 整流器和逆變器容量整流器和逆變器容量 選擇主要根據(jù)其電流與電壓的定額。選擇主要根據(jù)其電流與電壓的定額。電流定額決議于異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的額定電電流

15、定額決議于異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的額定電流流IrNIrN和所拖動(dòng)的負(fù)載；和所拖動(dòng)的負(fù)載；電壓定額那么決議于異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的額電壓定額那么決議于異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的額定相電壓即轉(zhuǎn)子開路電動(dòng)勢(shì)定相電壓即轉(zhuǎn)子開路電動(dòng)勢(shì)Er0Er0和和系統(tǒng)的調(diào)速范圍系統(tǒng)的調(diào)速范圍D D，這里，這里， min0synnnD 22 其中，其中，n0min n0min 是調(diào)速系統(tǒng)的最低轉(zhuǎn)是調(diào)速系統(tǒng)的最低轉(zhuǎn)速，對(duì)應(yīng)于最大理想空載轉(zhuǎn)差率速，對(duì)應(yīng)于最大理想空載轉(zhuǎn)差率 s0max s0max ，由式，由式7-77-7可得可得)1 (max0synmin0snnDs11max07-31 )1 (max0synmin0snnDs11max023

16、調(diào)速范圍越大時(shí)，調(diào)速范圍越大時(shí)，s0max s0max 也越大，整也越大，整流器和逆變器所接受的電壓越高。流器和逆變器所接受的電壓越高。0max2000max00max020max0min11cos1.15coscos30TrrrTrsDUsEsEsEUsE 24n 逆變變壓器的容量逆變變壓器的容量 l逆變變壓器的二次側(cè)相電壓逆變變壓器的二次側(cè)相電壓 )11 (15. 10r2TDEU7-32 )11 (45. 3T20TDIEWr7-33 逆變變壓器的容量計(jì)算逆變變壓器的容量計(jì)算 調(diào)速范圍越大時(shí)，整個(gè)串級(jí)調(diào)速安裝調(diào)速范圍越大時(shí)，整個(gè)串級(jí)調(diào)速安裝的容量要求也越大。的容量要求也越大。25l從上式

17、可以看出，隨著系統(tǒng)調(diào)速范圍的增大，逆變變壓器和整個(gè)串級(jí)安裝的容量也相應(yīng)增大l由于隨著D的增大，經(jīng)過串級(jí)調(diào)速安裝回饋電網(wǎng)的轉(zhuǎn)差功率也增大，必需求有較大容量的串級(jí)調(diào)速安裝來傳送與變換這些功率l串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)被引薦用于有限調(diào)速范圍例如D=1.52.0的場(chǎng)所26作作 業(yè)業(yè)7-3、7-4 27l學(xué)習(xí)要點(diǎn)：學(xué)習(xí)要點(diǎn)： 1 1具有雙閉環(huán)控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的組成；具有雙閉環(huán)控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的組成； 2 2雙饋調(diào)速系統(tǒng)；雙饋調(diào)速系統(tǒng)； 重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)、難點(diǎn)： 雙饋調(diào)速系統(tǒng)與串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)任務(wù)方式的雙饋調(diào)速系統(tǒng)與串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)任務(wù)方式的差別。差別。 287.5 7.5 雙閉環(huán)控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)控制的串級(jí)調(diào)速系

18、統(tǒng) 由于串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)機(jī)械特性的靜由于串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)機(jī)械特性的靜差率較大，所以開環(huán)控制系統(tǒng)只能用差率較大，所以開環(huán)控制系統(tǒng)只能用于對(duì)調(diào)速精度要求不高的場(chǎng)所。于對(duì)調(diào)速精度要求不高的場(chǎng)所。 為了提高靜態(tài)調(diào)速精度，并獲得為了提高靜態(tài)調(diào)速精度，并獲得較好的動(dòng)態(tài)特性，須采用閉環(huán)控制，較好的動(dòng)態(tài)特性，須采用閉環(huán)控制，和直流調(diào)速系一致樣，通常采器具有和直流調(diào)速系一致樣，通常采器具有電流反響與轉(zhuǎn)速反響的雙閉環(huán)控制方電流反響與轉(zhuǎn)速反響的雙閉環(huán)控制方式。式。297.5.1 7.5.1 雙閉環(huán)控制串級(jí)調(diào)速系雙閉環(huán)控制串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的組成統(tǒng)的組成圖圖7-17 雙閉環(huán)控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng) n 系統(tǒng)構(gòu)造系

19、統(tǒng)構(gòu)造30n 控制環(huán)節(jié)闡明控制環(huán)節(jié)闡明 圖中，轉(zhuǎn)速反響信號(hào)取自異步電動(dòng)圖中，轉(zhuǎn)速反響信號(hào)取自異步電動(dòng)機(jī)軸上聯(lián)接的測(cè)速發(fā)電機(jī)，電流反響機(jī)軸上聯(lián)接的測(cè)速發(fā)電機(jī)，電流反響信號(hào)取自逆變器交流側(cè)的電流互感器，信號(hào)取自逆變器交流側(cè)的電流互感器，也可經(jīng)過霍爾變換器或直流互感器取也可經(jīng)過霍爾變換器或直流互感器取自轉(zhuǎn)子直流回路。自轉(zhuǎn)子直流回路。 為了防止逆變器逆變顛覆，在電為了防止逆變器逆變顛覆，在電流調(diào)理器流調(diào)理器ACRACR輸出電壓為零時(shí)，應(yīng)整定輸出電壓為零時(shí)，應(yīng)整定觸發(fā)脈沖輸出相位角為觸發(fā)脈沖輸出相位角為= =min min 。 31n 系統(tǒng)比較系統(tǒng)比較l圖圖7-177-17所示的系統(tǒng)與直流不可逆所示的系

20、統(tǒng)與直流不可逆雙閉環(huán)調(diào)速系一致樣，具有靜態(tài)雙閉環(huán)調(diào)速系一致樣，具有靜態(tài)穩(wěn)速與動(dòng)態(tài)恒流的作用。穩(wěn)速與動(dòng)態(tài)恒流的作用。l所不同的是它的控制造用都是經(jīng)所不同的是它的控制造用都是經(jīng)過異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路實(shí)現(xiàn)的。過異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路實(shí)現(xiàn)的。 327.5.4 7.5.4 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)方式串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)方式 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)是依托逆變器提供附加串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)是依托逆變器提供附加電動(dòng)勢(shì)而任務(wù)的，為了使系統(tǒng)任務(wù)正常，電動(dòng)勢(shì)而任務(wù)的，為了使系統(tǒng)任務(wù)正常，對(duì)系統(tǒng)的起動(dòng)與停車控制必需有合理的措對(duì)系統(tǒng)的起動(dòng)與停車控制必需有合理的措施予以保證。施予以保證。 總的原那么是在起動(dòng)時(shí)必需使逆變器總的原那么是在起動(dòng)時(shí)必需使逆變

21、器先電機(jī)而接上電網(wǎng)，停車時(shí)那么比電機(jī)后先電機(jī)而接上電網(wǎng)，停車時(shí)那么比電機(jī)后脫離電網(wǎng)，以防止逆變器交流側(cè)斷電，使脫離電網(wǎng)，以防止逆變器交流側(cè)斷電，使晶閘管無法關(guān)斷，呵斥逆變器的短路事故。晶閘管無法關(guān)斷，呵斥逆變器的短路事故。 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)方式通常有間接串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)方式通常有間接起動(dòng)和直接起動(dòng)兩種。起動(dòng)和直接起動(dòng)兩種。331. 1. 間接起動(dòng)間接起動(dòng) 為了使串級(jí)調(diào)速安裝不受過電壓為了使串級(jí)調(diào)速安裝不受過電壓損壞，須采用間接起動(dòng)方式，即將電損壞，須采用間接起動(dòng)方式，即將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子先接入電阻或頻敏變阻器起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子先接入電阻或頻敏變阻器起動(dòng)，待轉(zhuǎn)速升高到串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)動(dòng)，待轉(zhuǎn)速升高到串級(jí)調(diào)

22、速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)最低轉(zhuǎn)速時(shí)，才把串級(jí)調(diào)速安裝投計(jì)最低轉(zhuǎn)速時(shí)，才把串級(jí)調(diào)速安裝投入運(yùn)轉(zhuǎn)。入運(yùn)轉(zhuǎn)。 34 間接起動(dòng)控制原理圖間接起動(dòng)控制原理圖 圖圖7-20 串串級(jí)級(jí)調(diào)調(diào)速速系系統(tǒng)統(tǒng)間間接接起起動(dòng)動(dòng)控控制制原原理理圖圖35 間接起動(dòng)操作順序間接起動(dòng)操作順序1 1先合上安裝電源總開關(guān)先合上安裝電源總開關(guān)S S，使逆變器在，使逆變器在 min min 下等待任務(wù)。下等待任務(wù)。2 2然后依次接通接觸器然后依次接通接觸器K1K1，接入起動(dòng)電，接入起動(dòng)電阻阻R R，再接通，再接通K0K0，把電機(jī)定子回路與電網(wǎng)接，把電機(jī)定子回路與電網(wǎng)接通，電動(dòng)機(jī)便以轉(zhuǎn)子串電阻的方式起動(dòng)。通，電動(dòng)機(jī)便以轉(zhuǎn)子串電阻的方式起動(dòng)。3 3

23、待起動(dòng)到所設(shè)計(jì)的待起動(dòng)到所設(shè)計(jì)的nminnminsmaxsmax時(shí)接時(shí)接通通K2K2，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子接到串級(jí)調(diào)速安裝，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子接到串級(jí)調(diào)速安裝，同時(shí)斷開同時(shí)斷開K1K1，切斷起動(dòng)電阻，以后電動(dòng)機(jī)，切斷起動(dòng)電阻，以后電動(dòng)機(jī)就可以串級(jí)調(diào)速的方式繼續(xù)加速到所需的就可以串級(jí)調(diào)速的方式繼續(xù)加速到所需的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。 36 停車操作順序停車操作順序 1 1由于沒有制動(dòng)作用，應(yīng)先斷開由于沒有制動(dòng)作用，應(yīng)先斷開K2K2，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路與串級(jí)調(diào)速安裝使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路與串級(jí)調(diào)速安裝脫離；脫離；2 2再斷開再斷開K0K0，以防止當(dāng)，以防止當(dāng)K0K0斷開時(shí)在斷開時(shí)在轉(zhuǎn)子側(cè)感生斷閘高電壓而損壞整流轉(zhuǎn)子側(cè)感生斷

24、閘高電壓而損壞整流器與逆變器。器與逆變器。 372 2直接起動(dòng)直接起動(dòng) l直接起動(dòng)又稱串級(jí)調(diào)速方式起動(dòng)。直接起動(dòng)又稱串級(jí)調(diào)速方式起動(dòng)。在起動(dòng)控制時(shí)讓逆變器先于電動(dòng)在起動(dòng)控制時(shí)讓逆變器先于電動(dòng)機(jī)接通交流電網(wǎng)，然后使電動(dòng)機(jī)機(jī)接通交流電網(wǎng)，然后使電動(dòng)機(jī)的定子與交流電網(wǎng)接通，此時(shí)轉(zhuǎn)子的定子與交流電網(wǎng)接通，此時(shí)轉(zhuǎn)子呈開路形狀，可防止因電動(dòng)機(jī)起動(dòng)呈開路形狀，可防止因電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的合閘過電壓經(jīng)過轉(zhuǎn)子回路損壞時(shí)的合閘過電壓經(jīng)過轉(zhuǎn)子回路損壞整流安裝，最后再使轉(zhuǎn)子回路與整流安裝，最后再使轉(zhuǎn)子回路與整流器接通。整流器接通。 38 直接起動(dòng)操作順序直接起動(dòng)操作順序1 1接觸器的任務(wù)順序?yàn)榻佑|器的任務(wù)順序?yàn)?S SK0

25、K0K2K2，此時(shí)不需求起動(dòng)電阻。當(dāng)轉(zhuǎn)子回路接通此時(shí)不需求起動(dòng)電阻。當(dāng)轉(zhuǎn)子回路接通時(shí)，由于轉(zhuǎn)子整流電壓小于逆變電壓，時(shí)，由于轉(zhuǎn)子整流電壓小于逆變電壓，直流回路無電流，電動(dòng)機(jī)尚不能起動(dòng)。直流回路無電流，電動(dòng)機(jī)尚不能起動(dòng)。2 2待發(fā)出給定信號(hào)后，隨著待發(fā)出給定信號(hào)后，隨著 的增的增大，逆變電壓降低，產(chǎn)生直流電流，電大，逆變電壓降低，產(chǎn)生直流電流，電動(dòng)機(jī)才逐漸加速，直至到達(dá)給定轉(zhuǎn)速。動(dòng)機(jī)才逐漸加速，直至到達(dá)給定轉(zhuǎn)速。39* *7.6 7.6 異步電機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng)異步電機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng)l概概 述述l 上述的異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)是從上述的異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)是從定子側(cè)饋入電能、從轉(zhuǎn)子側(cè)饋出電能的系統(tǒng)，

26、定子側(cè)饋入電能、從轉(zhuǎn)子側(cè)饋出電能的系統(tǒng)，從廣義上說，它也是雙饋調(diào)速系統(tǒng)的一種。從廣義上說，它也是雙饋調(diào)速系統(tǒng)的一種。l 但人們往往狹義地以為雙饋但人們往往狹義地以為雙饋Double Double FedFed就是從定子側(cè)與轉(zhuǎn)子側(cè)都饋入電能的就是從定子側(cè)與轉(zhuǎn)子側(cè)都饋入電能的任務(wù)形狀，以示與串級(jí)調(diào)速的區(qū)別。任務(wù)形狀，以示與串級(jí)調(diào)速的區(qū)別。 40 雙饋調(diào)速系統(tǒng)與串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)類雙饋調(diào)速系統(tǒng)與串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)類似都適用于大功率、有限調(diào)速范圍的似都適用于大功率、有限調(diào)速范圍的場(chǎng)所，普通調(diào)速范圍僅為場(chǎng)所，普通調(diào)速范圍僅為1.41.51.41.5。 交交- -交變頻器是一種功率可雙向傳交變頻器是一種功率可雙向傳輸

27、的靜止變頻器，只需一次功率轉(zhuǎn)換，輸?shù)撵o止變頻器，只需一次功率轉(zhuǎn)換，適用于大功率變頻場(chǎng)所，其輸出頻率適用于大功率變頻場(chǎng)所，其輸出頻率僅為輸入頻率的僅為輸入頻率的1/31/21/31/2，所以用于雙，所以用于雙饋調(diào)速是合理的。饋調(diào)速是合理的。41 從從7.1.27.1.2中的分析可知，異步電機(jī)中的分析可知，異步電機(jī)雙饋任務(wù)時(shí)，其轉(zhuǎn)子電路應(yīng)銜接一臺(tái)雙饋任務(wù)時(shí)，其轉(zhuǎn)子電路應(yīng)銜接一臺(tái)變頻器作為功率變換單元，以供應(yīng)轉(zhuǎn)變頻器作為功率變換單元，以供應(yīng)轉(zhuǎn)子繞組所需頻率的電功率，控制這個(gè)子繞組所需頻率的電功率，控制這個(gè)電功率即可實(shí)現(xiàn)調(diào)速。電功率即可實(shí)現(xiàn)調(diào)速。 這臺(tái)變頻器可以用交這臺(tái)變頻器可以用交- -直直- -交變頻交變頻器或交器或交- -交變頻器，在雙饋調(diào)速時(shí)常用交變頻器，在雙饋調(diào)速時(shí)常用后者。后者。 427.6.1 7.6.1 雙饋調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成雙饋調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成 要在任何轉(zhuǎn)速下使變頻器輸出要在任何轉(zhuǎn)速下使變頻器輸出電壓與電機(jī)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)都有一電壓與電機(jī)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)都有一樣的頻率，對(duì)變頻器輸出的頻率有樣的頻率，對(duì)變頻器輸出的頻率有兩種控制方式：兩種控制方式： 他控式他控式 自控式自控式431. 1. 他控式雙饋調(diào)速系統(tǒng)他控式雙饋調(diào)速系統(tǒng)圖圖7-21 他控式雙饋調(diào)速系統(tǒng)原理圖他控式雙饋調(diào)速系統(tǒng)原理圖n系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子44n 任務(wù)原理任務(wù)原理 由獨(dú)立的控制器控制變頻器的輸由獨(dú)立的控制