CH绕线式IM的串级调速PPT课件

1、第九章绕线式 IM 的串级调速.绕线式 IM 串级调速的原理 .绕线式 IM 转子串电势调速的基本方式 .串级调速系统的功率流动.串级调速的实现方法 .恒功率型串级调速 .恒转矩型串级调速 .晶闸管静止型串级调速第1页/共14页.绕线式 IM 串级调速的原理IM 转子串电势调速的基本方程式就是在转子回路中串接与转子绕组感应电势同频率的附加电势，从而控制 IM 的转速。两方面的控制效果： 改变附加电势大小，可调节 IM 转速； 控制附加电势和转子电流间的相位，可控制转子能量的流向。第2页/共14页 IM 的电磁转矩其中：在定子电压恒定时， 几乎为常数； I2 为转子电流，其大小、相位固定时，Te

2、m也不变。2|sinemTkI第3页/共14页设未串附加电势时的转差率为 s，则转子电流为：串接 E 后，设 I2 大小、相位不变，转差率变为s，则有：22222222(/)/EIErsjx Irsjx2222222222222222222222/(/)(/) 9-/(1)6/EEsrsjxE sIIrsjxrsjxrsjxIrsjxrsjx IE sE sEIssrsrsrssEr Is（）若附加电势 E 与 r2I2 同相位，大小为 r2I2 的 (1- s/s) 倍、频率为sf，则可保持转子电流大小、相位不变，从而保持电磁转矩不变，但转速可以变化。第4页/共14页22 ( 1) sEr

3、Is串接反势电的讨论：(a) 当 E 0 时，E 与转子感应电势同相（同向），s s ，转子 n 升高；(b) 当 E s，转子 n 降低。此时，E 从转子输出能量，其作用可用转子串电阻 rj 替代：这说明转子电阻压降可用反向的反电势代替，反之亦然。(c) 当 E = r2I2 时，s = 0，为同步机状态（ E 输入转子的能量，正好被r2消耗，用于转子励磁 ）；(d) 当 E r2I2 、且与转子感应电势同相位时，则有 s 0, E 0双馈电机s 0, E 时，转子转换的 Pem 是正的，即将 Pem转换为 Pm（电动）；当 s0 时，转子转换的 Pem 是负的，即将 Pm 转换为 Pem，

4、由定子输出（发电）；当 s0 和 s 0 和 s 0 下都既能电动、又能发电的原因。第8页/共14页将一DM与IM同轴相连，将IM的转子反电势整流后，施加到IM的电枢上，则在忽略IM转子电阻、DM电枢电阻情况下，转子、电枢消耗的功率 sP1，就等于DM的电磁功率，因此机械负荷获得的功率近似等于(1-s)P1 + sP1 = P1，为恒定。 调节DM的励磁，DM的电枢反电势改变，电枢电压也要求相应变化，从而使IM转子的附加电势变化，使系统的速度得到调节。 . 串级调速的实现方法 （克雷默调速、Kraemer于1906年提出）第9页/共14页IM 转子、DM 电枢组合回路的电势关系：21(1)dE

5、eK1 IM DCIMEeK2其中，为静止时转子的反电势；为转子相对速度；为回路总电压损失（折算到转子侧）；为电压折算到转子侧的系数02202012102 ddeEeEeEKEKE转速变化率转速理想空载(a) 由于e较小，转速变化率很小，恒功率串级调速的 n-T 特性类似他励DM；(b) 当d = 0时， =1- e/E2，0=1，不会如 DM 般失磁后飞车。第10页/共14页22222(1) 1(1)(1)(1)(1)(1)mdmmimmdmmmmmmPkPkPPPPkPPkPPkP（其中0.90.95） 设系统的调速范围为1 ，额定输出功率 Pm，则mmiPP01minmmdPkP)1 (

6、2(a) 调速的范围越宽，DM 和整流器的容量就要求越大；(b) 如果要求在 = 01间调速，就要求DM和整流器的容量同IM基本相同，极不经济；(c) 一般在 100 70% 间调速，是比较经济的。此时只要求约30%的DM和整流器容量第11页/共14页恒转矩型串级调速 （德国人西皮1907年提出，Scherbius）克雷默调速、西波调速可否由 DM 向 IM 转子注入功率？可否实现超同步运转？（都不行，因为功率电流只能在全波整流桥中单向流动）11 112211(1)(1)ms PsPPTconst 2222002222202(1) 0 DMdddddEeEekEeEKeEkkE转速变化率（转速固定）（变化小、类似他励、=0时不飞车）第12页/共14页晶闸管静止型串级调速 恒转矩特点： 速度调节：(a) 逆变桥两侧电压关系为：Ed = kiE2cos g - ei)（其中Ed为直流侧电压，Ei 为交流侧电压，ei为桥的内阻压降，ki =3sqrt(2)/p）(b) 整流桥两侧电压关系为：Ed = ki (sE2 - e0) (其中E0