相异步电机的电力拖动.ppt

双馈调速与串级调速的工作原理：交流电机的定子绕组接到电网上，而转子绕组接至电力电子变流器上。借助于电力电子变流器对转子绕组施加转差频率的电压。通过改变转差频率电压的幅值和相位实现转子的调速。如果转子绕组借助于电力电子变流器接到一幅值可调的直流电源上，通过改变直流电源电压的大小来改变转子绕组外加电压的幅值，双馈调速则变为串级调速。因此，可以把串级调速看作是双馈调速的特例。图7.29画出了三相绕线式异步电动机定子外接三相电源，转子外接转差频率电压的等效电路图。双馈异步电动机的调速原理：图7.29双馈供电下绕线式异步电动机一相的等效电路由图7.29可求得转子绕组的电流为：（7-28）式中，。异步机负载运行时，转子以(n1-n)的速度切割Φm产生感应电势电流，其频率比较上面等式有：-++（3）当与成任意夹角时：（1）当与相位相同或相反时：双馈调速几种情况：（2）当超前时：（1）当与相位相同或相反时：考虑到实际运行时转差率s较小，又，于是，上式可简化为：转子电流的有功分量为：（7-29）（7-30）设转子回路未加（即）时的转差为，则有：（7-31）假定加入前后负载转矩不变，由可知，即：上式表明，改变外加电压便可以改变转差率，实现转子调速。转子电流的有功分量未加U2s，s=s1加U2s≠0即：||||（1）当与相位相同或相反时：（7-32）第一项，由E2S单独作用时产生的电磁转矩Tem1,对应的机械特性与普通三相异步电动机相同。第二项，由U2s单独作用产生的电磁转矩±Tem2，当s=0时，Tem2达到最大。双馈调速时机械特性表达式。01020304（7-32）图7.30双馈调速的机械特性曲线(与同相或反相时)根据上式绘出双馈调速的机械特性如图7.30c所示。由图7.30c可见，改变的大小和正负便可以使三相绕线式异步电动机分别工作在次同步状态（）、同步速状态（）以及超同步运行状态（）。（2）当超前时：画出加入前后双馈电机的相量图如图7.31所示。图7.31双馈电机的相量图（2）当超前时：由图7.31可见，加入后，定子侧的功率因数角减小，功率因数明显提高。若进一步加大的大小，定子电流有可能超前定子电压，使得定子侧的功率因数超前，即可以向电网发送滞后无功。图7.31双馈电机的相量图（3）当与成任意夹角时：01040203当外加转差频率的电压与转子绕组感应电势成任意夹角。图7.32双馈电机的相量图(与的夹角为)此时可分解为两个分量：与与同相的分量；超前的分量。这两个分量确保电动机既可以实现调速，也可以改善定子侧的功率因数。调速：作为双馈调速的一个特例，串级调速仅仅能够调节转子外加电压的大小。图7.34给出了绕线式异步电动机串级调速系统的主回路框图。双馈调速，定子绕组接到固定频率的电网上，且转子绕组需要一个幅值、频率、相位可调的三相交流电源，图7.34绕线式异步电动机的串级调速串级调速工作原理：将转子转差频率电势经整流变为直流Ud，再由逆变器和变压器将直流功率逆变为交流功率，回馈至电网，馈送功率为sPem。改变逆变角β，可调节直流侧电压大小，及馈送电网转差功率大小，以间接调节U2s。达到改变转差率s，调节转子转速目的。逆变器交流侧线电压转子开路时线电压运行效率高；变流器的容量较小；可以改善电网的功率因数（仅对双馈调速系统而言）。上述由双馈调速与串极调速组成的系统分别又称为Scherbius系统(谢尔比乌斯速度控制系统)和Kramer系统(克莱默)，其主要区别在于转差功率是否可以在变流器中双向传递。这些系统的主要优点是：7.3三相异步电动机的制动所谓制动是指电磁转矩与转速方向相