1、7.2繞線轉子異步電動機串級調速系統(tǒng),在異步電動機轉子回路中附加交流電動勢調速的關鍵就是在轉子側串入一個可變頻、可變幅的附加電動勢 。怎樣才能獲得這樣的附加電動勢呢？,7.2.1串級調速系統(tǒng)的工作原理,對于轉子側輸出轉差功率的情況來說，比較方便的辦法是，將異步電動機的轉子電壓先整流成直流電壓，然后再引入一個附加的直流電動勢，控制此直流附加電動勢的幅值，就可以調節(jié)異步電動機的轉速。這樣，就把交流變壓變頻這一復雜問題，轉化為與頻率無關的直流變壓問題，對問題的分析與工程實現(xiàn)都更加容易。,7.2.1串級調速系統(tǒng)的工作原理,對直流附加電動勢的技術要求：首先，它應該是可平滑調節(jié)的，以滿足對電動機轉速平滑調

2、節(jié)的要求；其次，從節(jié)能的角度看，希望產(chǎn)生附加直流電動勢的裝置能夠吸收從異步電動機轉子側傳遞來的轉差功率并加以利用。 根據(jù)以上兩點要求，較好的方案是采用工作在有源逆變狀態(tài)的晶閘管可控整流裝置作為產(chǎn)生附加直流電動勢的電源，這就形成了圖7-3a中所示的功率變換單元CU2。,圖7-4 電氣串級調速系統(tǒng)原理圖,串級調速系統(tǒng)的工作原理,系統(tǒng)在穩(wěn)定工作時，必有 。 由圖7-4可以寫出整流后的直流回路電壓平衡方程式： 或 (7-5) 式中， 、 UR與UI的電壓整流系數(shù)，如兩者都是三相橋式電路，則；,串級調速系統(tǒng)的工作原理,從上式中可以看出，Ud中包含了電動機的轉差率s，而 與電動機轉子交流電流Ir之間有固定

3、的比例關系，因此它近似地反映了電動機電磁轉矩的大小，而角是控制變量。所以該式可以看作是在串級調速系統(tǒng)中異步電動機機械特性的間接表達式。,串級調速系統(tǒng)的工作原理,1起動 異步電動機在靜止不動時，其轉子電動勢為Er0；控制逆變角，使在起動開始的瞬間，Ud與Ui的差值能產(chǎn)生足夠大的Id，以滿足所需的電磁轉矩，但又不超過允許的電流值，這樣電動機就可在一定的動態(tài)轉矩下加速起動。,串級調速系統(tǒng)的工作原理,隨著異步電動機轉速的增高，其轉子電動勢減少，為了維持加速過程中動態(tài)轉矩基本恒定，必須相應地增大角以減小Ui值，維持 基本恒定。當電動機加速到所需轉速時，不再調整角，電動機即在此轉速下穩(wěn)定運行。,串級調速系

4、統(tǒng)的工作原理,設此時的s=s1， = 1,則式（7-5）可寫作 式中IdL為對應于負載轉矩的直流回路電流。,串級調速系統(tǒng)的工作原理,2調速 當增大角使=21時，逆變電壓Ui減小，但電動機的轉速不能立即改變，所以Id將增大，電磁轉矩增大，使電動機加速。隨著電動機轉速的增高， K1sEr0減少， Id回落，直到新的平衡狀態(tài)，電動機在增高了的轉速下穩(wěn)定運行。式中21 ，s2s1,串級調速系統(tǒng)的工作原理,3停車 對于處于低同步轉速下運行的雙饋調速系統(tǒng)，必須在異步電動機轉子側輸入電功率時才能實現(xiàn)制動。 在串級調速系統(tǒng)中與轉子連接的是不可控整流裝置，它只能從電動機轉子側輸出電功率，而不可能向轉子輸入電功率。因此串級調速系統(tǒng)沒有制動停車功能。只能靠減小角減小Id，并依靠負載阻轉矩的作用自由停車。,結論： （1）串級調速系統(tǒng)能夠靠調節(jié)逆變角實現(xiàn)平滑無級調