绕线式异步电动机交流调速控制系统设计..doc

绕线式异步电动机交流调速控制系统设计 摘要 本文主要通过对选择绕线式异步电机系统来控制造纸机，最终的选择串级调速控制系统，该系统是由异步电动机、转子整流器、频敏变阻器、有源逆变器、触发装置和信号检测等元件组成。文章的重点就是系统参数的设计。 关键词：绕线式异步电动机 调速 控制系统 ABSTRACT This paper mainly through to choose wound rotor asynchronous motor system to control the paper machine, the final choice bunch_rank speed-control control system, this system is made asynchronous motor, rotor rectifier, frequency sensitivity rheostat, active inverter, triggering device and signal detection components. The article is to focus on the design of system parameters. Keywords: Wound rotor asynchronous motor Speed Control system 前言 由于绕线式异步电动机要求启动转矩大，能平滑调速的场合它是工农业生产及国民经济各部门中应用最为广泛而且需要量最大的一种电机。金属切削机床、轧钢设备、鼓风机、粉碎机、水泵、油泵、轻工机械、纺织机械、矿山机械等，绝大部分都采用异步电动机拖动。 串级调速是通过绕线式异步电动机的转子回路引入附加电势而产生的。它变转差率来实现串级调速的。与转子串电阻的方式不同，串级调速可以将异步电动机的功率加以应用，因此效率高。能实现无级平滑调速，低速时机械特性也比较硬接通，KM断开，即可切换至串级调速运行状态。在调速装置发生障碍时，先经频敏变阻器升速，先经频敏变阻器升速，然后通过触点短接转子，使电动机全速运行，这样可以调速装置进行检修而不中断生产。 图 1-1 造纸机传动系统框图 2.2串级调速原理 绕线式异步电动机的串级调速是引入一个附加电动势E，且令E的频率和转子电动势的频率相等，则转子回路的总电动势即为转子电动势E和附加电动势E的代数和，从而使转子电流随着二者的相互关系而变化。如果对电动势的方向及数值加以控制，就会得到性能远比转子串电阻调速法优越的结果。首先是节省了电阻上的热能损耗；其次是改变附加电动势的大小和方向十分灵活、方便，可做到平滑无级调速。如图2-1所示，通过改变值的大小和相位，同样也可实现调速。 图 2-1 转子串Eab的串级调速原理图 串级调速的基本原理可分析如下： 未串时，转子电流为： 当转子串入的与反相位时，电动机的转速下降。因为反相位的串入后，立即引起子电流的减少，即 当转子串入的与同相位时，电动机的转速升高。同相位的串入后，立即使增大，即 由上面分析可知，当与反相位时，可使电动机在同步转速以下调速，称为低同步串级调速。Eab与E2s同相位时，可使电动机朝着同步转速方向加速，Eab幅值越大，电动机的稳定转速越高，当Eab幅值足够大时，电动机的转速将达到甚至超过同步转速，这称为超同步串级调速。 2.3晶闸管串级调速系统主路 图2-3 晶闸管串级调速系统主电路 上图为晶闸管串级调速系统主电路图，M为三相绕线转子异步电动机，其转子相电动势经过三相不可控整流装置整流，输出直流电压。工作在有源逆变状态的三相可控整流装置除提供可调的直流电压外还可将经整流装置整流输出的转差功率逆变，并回馈到交流电网。 转子整流器和产生附加直流反电动势的晶闸管有源逆变器，均采用三相桥式电路。逆变器逆变电压即为转子回路中串入的附加直流电动势。直流回路电流Id决定于拖动的负载转矩，当负载一定时，为定植，改变逆变器的逆变角，逆变电压相应改变，便实现调速。 逆变变压器起到了电动机转子电压与电网电压匹配的作用，其二次侧电压不但与转子感应电势E2有关，还与调速范围有关。调速范围越大，要求的值越高。逆变变压器还能起到使电动机转子电路与交流电网之间电隔离的作用，减弱大功率晶闸管装置对电网波形的影响，并限制晶闸管的断态电压临界上升率和通态电流临界上升率。 转子回路中接入的电抗器Ld，可以使小负载时电流连续并限制电流脉动分量。在大功率串级调速系统中还能限制逆变颠覆时短路电流上升率。 保护电路，交流侧采用阻容吸收和压敏电阻作为过电压保护电路，对于电路中晶闸管和二极管