電力拖動控制系統(tǒng)(1)ppt課件

1、61 串級調(diào)速的原理與類型串級調(diào)速的原理與類型6.1.1 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機串級調(diào)速原理繞線轉(zhuǎn)子異步電動機串級調(diào)速原理1 1深化領(lǐng)會：繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子回路串電阻的調(diào)速原理深化領(lǐng)會：繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子回路串電阻的調(diào)速原理 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速速a)電路圖電路圖 b)機械特性機械特性222122111Kxs/rrs/rUpmT 從電磁轉(zhuǎn)矩參數(shù)表達(dá)式看到的從電磁轉(zhuǎn)矩參數(shù)表達(dá)式看到的:串電阻調(diào)速改動串電阻調(diào)速改動r2 r2 時時 ，只需只需r2 r2 /s/s不變，那么不變，那么 T T 不變；不變； r2 r2 增大，必然使增大，必然使s

2、s增大，才干在增大，才干在新的新的s s下使拖動系統(tǒng)在新的穩(wěn)態(tài)運下使拖動系統(tǒng)在新的穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。第第6章章 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的串級調(diào)速系統(tǒng)繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的串級調(diào)速系統(tǒng)串電阻調(diào)速時轉(zhuǎn)子回路電流的變化規(guī)律串電阻調(diào)速時轉(zhuǎn)子回路電流的變化規(guī)律22cosTmTCI 從物理表達(dá)式看到的：從物理表達(dá)式看到的： 電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩T只與轉(zhuǎn)子回路中的有功只與轉(zhuǎn)子回路中的有功電流電流 成正比成正比 222cosTII222022202222/jxsrEjsxrEsjxrEIss拖動系統(tǒng)到達(dá)降低速度拖動系統(tǒng)到達(dá)降低速度后的新的平衡形狀后的新的平衡形狀 r2I2TTns回到原值sr /2T回到原值與負(fù)回到原值與負(fù)

3、載轉(zhuǎn)矩平衡載轉(zhuǎn)矩平衡頻率折算頻率折算222122111Kxs/rrs/rUpmT轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速的物理本質(zhì)：轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速的物理本質(zhì)：改動轉(zhuǎn)子回路的電流來改動轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)調(diào)速。改動轉(zhuǎn)子回路的電流來改動轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)調(diào)速。 思索：還有什么方法能直思索：還有什么方法能直接改動轉(zhuǎn)子電流的大小接改動轉(zhuǎn)子電流的大小)b)a2ISE2addEaddE2ISE22R繞線式異步電機轉(zhuǎn)子回路串附加電動勢繞線式異步電機轉(zhuǎn)子回路串附加電動勢2 2串級調(diào)速原理串級調(diào)速原理轉(zhuǎn)子回路中串入附加電勢轉(zhuǎn)子回路中串入附加電勢 來改動轉(zhuǎn)子回路電流來改動轉(zhuǎn)子回路電流 ，改動電機的轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)調(diào)速，改動電機的轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)調(diào)速 。

4、 addE20222addsEEIrjsx串入addETnsI2T升回原值，降速過程終了升回原值，降速過程終了 I2Ta d dE串入addEI2TTsE2I2回落回落s減小到零減小到零 20sEI2T仍比原有的仍比原有的大大 電機沖過同步電機沖過同步轉(zhuǎn)速點轉(zhuǎn)速點s90時時n6.2.3 逆變變壓器：逆變變壓器：n目的：隔離；電壓相匹配目的：隔離；電壓相匹配n電壓要匹配的緣由及實現(xiàn)方法電壓要匹配的緣由及實現(xiàn)方法n6.2.4 串調(diào)系統(tǒng)的能量傳送關(guān)系與效率串調(diào)系統(tǒng)的能量傳送關(guān)系與效率n6.2.5 串調(diào)安裝的容量與電機的起動串調(diào)安裝的容量與電機的起動n6.2.6 次同步速串級調(diào)速系統(tǒng)的回饋制動次同步速

5、串級調(diào)速系統(tǒng)的回饋制動n 次同步速串調(diào)速系統(tǒng)的主要優(yōu)缺陷次同步速串調(diào)速系統(tǒng)的主要優(yōu)缺陷62 次同步速串級調(diào)速系次同步速串級調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)MA負(fù)載R1C2CTGnU*nUASR+ +ACR*iUctU- - -iU+ + +VIdLVRdUiUiTITU2TI2SE2n繞線轉(zhuǎn)子繞線轉(zhuǎn)子異步電動異步電動機機MA *起動電阻起動電阻R 切換用接觸器切換用接觸器1C、2C 串調(diào)安裝主電路交直交變頻電路串調(diào)安裝主電路交直交變頻電路 不控整流橋不控整流橋VR dL平波電抗器平波電抗器有源逆變橋有源逆變橋VI *逆變變壓器逆變變壓器TI 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)為轉(zhuǎn)速、為轉(zhuǎn)速、電流雙閉電流雙閉環(huán)環(huán)測速信號取測速信號取自

6、測速發(fā)電自測速發(fā)電機機TG 逆變橋交逆變橋交流側(cè)采樣流側(cè)采樣6.2.1 次同步速串級調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成次同步速串級調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成 直流側(cè)采樣直流側(cè)采樣M A負(fù) 載R1C2CTGnU*nUASR+ +ACR*iUctU- - -iU+ + +VIdLVRdUiUiTITU2TI2SE2n6.2.2 串級調(diào)速系統(tǒng)的機械特串級調(diào)速系統(tǒng)的機械特性性 時90. 10iU 相當(dāng)于直流側(cè)在平波電抗相當(dāng)于直流側(cè)在平波電抗器后面短路，不串入附加電器后面短路，不串入附加電勢勢機械特性近似于固有機械特性機械特性近似于固有機械特性 串調(diào)安裝整流二極管及平波電抗器的影響：串調(diào)安裝整流二極管及平波電抗器的影響：等效為轉(zhuǎn)子回路

7、串入了電阻對應(yīng)二極管管壓降等效為轉(zhuǎn)子回路串入了電阻對應(yīng)二極管管壓降=串電阻使機械特性稍軟串電阻使機械特性稍軟Sm變大變大和串入等效電感把和串入等效電感把Ld折算到轉(zhuǎn)子回路折算到轉(zhuǎn)子回路=串電抗使最大轉(zhuǎn)矩串電抗使最大轉(zhuǎn)矩Tm減小減小22121112114xxrrfpUmTm221212)xx(rrsm 固定固定 為某確定值如為某確定值如1可得可得到一條人為機械特性曲線到一條人為機械特性曲線 1|nf T900iU00202.34dUs E0212.34cosiTUU0dI空載時00diUUq在不同的在不同的 角下，機械特性是角下，機械特性是一組平行的曲線一組平行的曲線 1求解理想空載轉(zhuǎn)差率求解理

8、想空載轉(zhuǎn)差率s0留意空載轉(zhuǎn)速留意空載轉(zhuǎn)速n0 同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速n1) 2求最大轉(zhuǎn)矩求最大轉(zhuǎn)矩Tm和和Sm曲線直線段斜率曲線直線段斜率轉(zhuǎn)子回路直流側(cè)的等效電路圖轉(zhuǎn)子回路直流側(cè)的等效電路圖 121020cos|TUsE12.(90 ), 電流延續(xù)時電流延續(xù)時q U2T一定時一定時1 越小，越小，Ui0越大，越大，s0越大越大與與 相比，轉(zhuǎn)子回路的電阻與電抗不相比，轉(zhuǎn)子回路的電阻與電抗不變。變。9 0 兩者的機械特性曲線斜率及最大轉(zhuǎn)矩也不變。兩者的機械特性曲線斜率及最大轉(zhuǎn)矩也不變。1 1|nf T13.,電流斷續(xù)時電流斷續(xù)時真正的理想空載是轉(zhuǎn)子電流為零！真正的理想空載是轉(zhuǎn)子電流為零！何時電流才會真正

9、為零？何時電流才會真正為零？只需當(dāng)三相整流電壓只需當(dāng)三相整流電壓ud 波形中的最高波形中的最高點點高于高于ui 波形的最低點時。真正的理想空波形的最低點時。真正的理想空載轉(zhuǎn)速比上面推導(dǎo)的要大載轉(zhuǎn)速比上面推導(dǎo)的要大!q 電流斷續(xù)后的機械特性電流斷續(xù)后的機械特性將上翹，將上翹， S0 將變小將變小 電流斷流對機械特性的影響？電流斷流對機械特性的影響？回想第二章回想第二章V-M系統(tǒng)中反電勢的影響！系統(tǒng)中反電勢的影響！TI控制系統(tǒng)SE2VRVIMA2idoUiU+ +- -+ +- -UdReRLdR1Ui0RDUd0R2UiId6.2.3 逆變變壓器逆變變壓器1 1把串調(diào)安裝主電路與交流電網(wǎng)把串調(diào)安

10、裝主電路與交流電網(wǎng)隔離，以抑制浪涌電壓的影響；隔離，以抑制浪涌電壓的影響； 2 2使電動機轉(zhuǎn)子繞組的電壓與電網(wǎng)電壓相匹配使電動機轉(zhuǎn)子繞組的電壓與電網(wǎng)電壓相匹配 不同的電機，不同的電機，E20不同。不同。不同調(diào)速系統(tǒng)所要求的不同調(diào)速系統(tǒng)所要求的D不同不同, 也即最大轉(zhuǎn)差率也即最大轉(zhuǎn)差率 Smax不同。不同。所以所以Udo 的變化范圍在工程中難以確定。的變化范圍在工程中難以確定。另一方面假設(shè)逆變電源不能調(diào)理睬出現(xiàn)是另一方面假設(shè)逆變電源不能調(diào)理睬出現(xiàn)是Ui難以與難以與Udo匹匹配配系統(tǒng)所需求到達(dá)的最小逆變角系統(tǒng)所需求到達(dá)的最小逆變角 0max20min2cosTsEU0max200max202min

11、coscos30TsEsEUl 設(shè)置的目的：設(shè)置的目的： l 為什么要電壓要相匹配？為什么要電壓要相匹配？l 要電壓相匹配的做法：要電壓相匹配的做法：Ui的調(diào)理范圍必需的調(diào)理范圍必需0 max20max0 0 iiUsEU假設(shè)假設(shè)Uimax太小，那么太小，那么的移相范圍太小。例：的移相范圍太小。例：假設(shè)假設(shè)Uimax太大，那么移相范圍無法滿足。例：太大，那么移相范圍無法滿足。例：設(shè)置逆變變壓器，使調(diào)速所需的設(shè)置逆變變壓器，使調(diào)速所需的min 即為逆變橋可靠任務(wù)的即為逆變橋可靠任務(wù)的min， 普通普通為為30，逆變變壓器副方電壓為：，逆變變壓器副方電壓為： 容易了解！容易了解！TI控制系統(tǒng)SE2

12、VRVIMA2idoUiU00202.34dUs E0212.34cosiTUU6.2.4 串調(diào)系統(tǒng)的能量傳送關(guān)系與效率串調(diào)系統(tǒng)的能量傳送關(guān)系與效率b)1PmPmecP2P2Cup2CupFeppmecpsPmPP 1mmecP)s(PP12a)inPFPspinPmssPP 1能量傳送關(guān)系能量傳送關(guān)系sP串調(diào)安裝的損耗串調(diào)安裝的損耗 FP回饋回電網(wǎng)的功率回饋回電網(wǎng)的功率 略去一切損耗時略去一切損耗時 mPP 12PPmecsFPPPPF(1-s)PsPb)a)P(1-s)PsPa) 詳細(xì)的詳細(xì)的 b) 近似的近似的 l 串調(diào)系統(tǒng)的能量傳送簡圖串調(diào)系統(tǒng)的能量傳送簡圖 次同步速系統(tǒng)電開工況次同步

13、速系統(tǒng)電開工況 2串調(diào)系統(tǒng)的效率串調(diào)系統(tǒng)的效率inininschPpPPP2pppppppmecscuFecu21FeCuppp11sCuppp22PPPmec3 21321psPpPpsPPPmmminschb)1PmPm ecP2P2C up2C upF eppm ecpsPmPP 1mm ecP)s(PP12a)inPFPspinPmssPP6.2.5 串調(diào)安裝的容量與電機的起動串調(diào)安裝的容量與電機的起動1串調(diào)安裝的容量串調(diào)安裝的容量串調(diào)安裝：整個串調(diào)系統(tǒng)除異步電動機的一切部件串調(diào)安裝：整個串調(diào)系統(tǒng)除異步電動機的一切部件串調(diào)安裝的容量伏安容量：功率變換器容量串調(diào)安裝的容量伏安容量：功率變

14、換器容量SV、逆變變壓器容量、逆變變壓器容量ST 。 功率變換器的容量與調(diào)速范圍有正關(guān)聯(lián)的關(guān)系，調(diào)速范圍越大，所需的容量越大。功率變換器的容量與調(diào)速范圍有正關(guān)聯(lián)的關(guān)系，調(diào)速范圍越大，所需的容量越大。maxmaxmaxsmNPsPsPmax11VNNSsPPD2逆變變壓器容量逆變變壓器容量ST 223TTTSUImax20max2202maxmin331.15coscos30TNsEsSIE IsPST那么應(yīng)在那么應(yīng)在Sv的根底上再放大一個系數(shù)的根底上再放大一個系數(shù)1.15由由min引起的引起的-平安逆變所必需的平安逆變所必需的l串調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點：在調(diào)速范圍要求不大的場所，可以用一小容量的變換器串

15、調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點：在調(diào)速范圍要求不大的場所，可以用一小容量的變換器l 去控制一臺大容量的異步電機。去控制一臺大容量的異步電機。以它所要傳送的最大功率作為它的容量：以它所要傳送的最大功率作為它的容量：串調(diào)安裝傳輸?shù)淖畲蠊β适亲畲蟮霓D(zhuǎn)差功率串調(diào)安裝傳輸?shù)淖畲蠊β适亲畲蟮霓D(zhuǎn)差功率 為為大風(fēng)機、大水泵要求的調(diào)速范圍普通都很小，這種情況最適宜采用！大風(fēng)機、大水泵要求的調(diào)速范圍普通都很小，這種情況最適宜采用！1功率變換器容量功率變換器容量SVPPF(1 -s)PsPb )a )P(1 -s)PsP2異步電動機的起動問題異步電動機的起動問題1當(dāng)串調(diào)安裝的容量與異步電動機的容量相等或相當(dāng)時當(dāng)串調(diào)安裝的容量與異步電

16、動機的容量相等或相當(dāng)時 串調(diào)安裝可取代起動電阻，利用串調(diào)安裝使異步電動機在無沖擊電流的情串調(diào)安裝可取代起動電阻，利用串調(diào)安裝使異步電動機在無沖擊電流的情況下平穩(wěn)起動，這時不需運用起動電阻況下平穩(wěn)起動，這時不需運用起動電阻R 。但這種情況極少。但這種情況極少2安裝容量相對較小時安裝容量相對較小時串調(diào)安裝無法使電機從零速開場運轉(zhuǎn)串調(diào)安裝無法使電機從零速開場運轉(zhuǎn),這時仍需求用起動電阻來起動電機這時仍需求用起動電阻來起動電機 MA負(fù)載R1C2CTGnU*nUASR+ +ACR*iUctU- - -iU+ + +VIdLVRdUiUiTITU2TI2SE2n 起動時，合起動時，合1C，用電阻，用電阻R起

17、動。當(dāng)電動機轉(zhuǎn)差率起動。當(dāng)電動機轉(zhuǎn)差率S小于小于Smax之后，先合上之后，先合上2C，使，使 在在min下任務(wù)，再斷開下任務(wù)，再斷開1C，起動完成。起動完成。 停車時應(yīng)先使安裝脫開停車時應(yīng)先使安裝脫開2C斷開，才干去切斷定斷開，才干去切斷定子側(cè)的主電源。子側(cè)的主電源。起動、停車操作：起動、停車操作： 2C與與1C必需有一個足夠必需有一個足夠長的閉合重合區(qū)，以防止轉(zhuǎn)長的閉合重合區(qū)，以防止轉(zhuǎn)子開路電壓損壞晶閘管。子開路電壓損壞晶閘管。緣由是：啟動時緣由是：啟動時Ps最大，最大，=PN6.2.6 次同步速串級調(diào)速系統(tǒng)的回饋制動次同步速串級調(diào)速系統(tǒng)的回饋制動0nn定子繞組所產(chǎn)生的定子旋轉(zhuǎn)磁勢相定子繞組

18、所產(chǎn)生的定子旋轉(zhuǎn)磁勢相對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向由正轉(zhuǎn)變成了反轉(zhuǎn)對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向由正轉(zhuǎn)變成了反轉(zhuǎn) 2sE反向轉(zhuǎn)子電流反向轉(zhuǎn)子電流反向 轉(zhuǎn)矩反向轉(zhuǎn)矩反向 進入第進入第象限超同步速運轉(zhuǎn)的發(fā)電回饋制動象限超同步速運轉(zhuǎn)的發(fā)電回饋制動 2. 次同步速串級調(diào)速系統(tǒng)次同步速串級調(diào)速系統(tǒng) 回饋制動回饋制動 1時，在空載時，在空載S01時，時，Ud0Ui，Id0 ，電磁轉(zhuǎn)矩為零，電磁轉(zhuǎn)矩為零 。假設(shè)原動機使電動機的轉(zhuǎn)速繼續(xù)往上升假設(shè)原動機使電動機的轉(zhuǎn)速繼續(xù)往上升時時 010 ,ss0,diUU0, 0TId01ss ，doiUU，開始流通dIT反向，制動轉(zhuǎn)矩反向，制動轉(zhuǎn)矩 1. 正?；仞佒苿拥奈锢磉^程正?；仞佒苿拥奈锢磉^程: p

19、pt3頁回想頁回想010 ,ss轉(zhuǎn)子有功電流反向轉(zhuǎn)子有功電流反向 進入第進入第象限超同步速運轉(zhuǎn)的發(fā)電回饋制動象限超同步速運轉(zhuǎn)的發(fā)電回饋制動 思索電流斷續(xù)為蘭虛線思索電流斷續(xù)為蘭虛線能在第能在第象限次同步速區(qū)域內(nèi)電開工況運轉(zhuǎn)，象限次同步速區(qū)域內(nèi)電開工況運轉(zhuǎn)，能在第能在第象限超同步速區(qū)域內(nèi)回饋發(fā)電制開工象限超同步速區(qū)域內(nèi)回饋發(fā)電制開工況運轉(zhuǎn)。況運轉(zhuǎn)。 次同步速串調(diào)速系統(tǒng)的主要優(yōu)點：次同步速串調(diào)速系統(tǒng)的主要優(yōu)點： 在調(diào)速范圍不大時，安裝容量小在調(diào)速范圍不大時，安裝容量小 系統(tǒng)把大部份轉(zhuǎn)差功率回饋給了電網(wǎng)，在系統(tǒng)把大部份轉(zhuǎn)差功率回饋給了電網(wǎng)，在低速時的效率較轉(zhuǎn)差功率耗費型的調(diào)速系統(tǒng)高低速時的效率較轉(zhuǎn)差

20、功率耗費型的調(diào)速系統(tǒng)高 串調(diào)系統(tǒng)的主要缺陷串調(diào)系統(tǒng)的主要缺陷:異步電動機的功率因數(shù)本身不高，再加上安裝的變換異步電動機的功率因數(shù)本身不高，再加上安裝的變換電路及逆變變壓器的任務(wù)都要從電網(wǎng)中吸收無功功率電路及逆變變壓器的任務(wù)都要從電網(wǎng)中吸收無功功率 。PPsPs13. 次同步速串級調(diào)速系統(tǒng)次同步速串級調(diào)速系統(tǒng) 回饋制動時的能量傳送簡圖回饋制動時的能量傳送簡圖 回饋制動發(fā)生區(qū)域：第回饋制動發(fā)生區(qū)域：第象限超同步速的區(qū)域象限超同步速的區(qū)域系統(tǒng)的功率因數(shù)低。系統(tǒng)的功率因數(shù)低。轉(zhuǎn)差功率轉(zhuǎn)差功率Ps的流向：二種工況下串調(diào)安裝都的流向：二種工況下串調(diào)安裝都是吸收轉(zhuǎn)差功率并把它回饋到電網(wǎng)中去是吸收轉(zhuǎn)差功率并把

21、它回饋到電網(wǎng)中去 。=轉(zhuǎn)差功率回饋型！轉(zhuǎn)差功率回饋型！PPF(1 -s)PsPb )a )P(1 -s)PsP63 超同步速串級調(diào)速系統(tǒng)超同步速串級調(diào)速系統(tǒng) 6.3.1 超同步速串級調(diào)速的任務(wù)原理超同步速串級調(diào)速的任務(wù)原理1. 1. 超同步速串級調(diào)速系統(tǒng)主電路構(gòu)成超同步速串級調(diào)速系統(tǒng)主電路構(gòu)成 2VR任務(wù)在可控整流形狀任務(wù)在可控整流形狀 901VR任務(wù)在有源逆變形狀任務(wù)在有源逆變形狀 90串調(diào)安裝的能量可雙向傳輸：串調(diào)安裝的能量可雙向傳輸：電機轉(zhuǎn)子輸出電機轉(zhuǎn)子輸出PSPS相當(dāng)于次同步速系統(tǒng)相當(dāng)于次同步速系統(tǒng) 知曉：知曉：1VR1VR整流，整流，2VR2VR逆變；逆變；輸入能量這時輸入能量這時P

22、sPs為負(fù)為負(fù) 超同步速系統(tǒng)特有！超同步速系統(tǒng)特有！Ps為負(fù)，為負(fù)，1為正，那么為正，那么T與與s中必定是一正一負(fù)。中必定是一正一負(fù)。 0T 0s 電動機在第電動機在第象限中的象限中的 0nn區(qū)域內(nèi)，作電動運轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)，作電動運轉(zhuǎn) 超同步速系統(tǒng)的超同步電動運轉(zhuǎn)超同步速系統(tǒng)的超同步電動運轉(zhuǎn) 0s T為負(fù)，成為制動轉(zhuǎn)矩為負(fù)，成為制動轉(zhuǎn)矩 在第在第象限中的象限中的 區(qū)域內(nèi)，作制動運轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)，作制動運轉(zhuǎn) 0nn2.2.從轉(zhuǎn)矩公式看任務(wù)原理從轉(zhuǎn)矩公式看任務(wù)原理 次同步速調(diào)速系統(tǒng)中的不控次同步速調(diào)速系統(tǒng)中的不控整流橋改成了可控整流橋整流橋改成了可控整流橋TI控制系統(tǒng)SE21VR2VRMA2i111emems

23、PsPPTss超同步速調(diào)速系統(tǒng)在第超同步速調(diào)速系統(tǒng)在第象限中的象限中的 區(qū)域內(nèi)回饋發(fā)電制動的運轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)回饋發(fā)電制動的運轉(zhuǎn) 0nn1當(dāng)可控整流橋當(dāng)可控整流橋1VR在作有源逆變運轉(zhuǎn)時，在作有源逆變運轉(zhuǎn)時，與與 的相位差必定大于的相位差必定大于90 ,即即 反向。反向。有源逆變的電有源逆變的電壓與電流波形壓與電流波形 2I2sE 2在在S0的次同步速區(qū)域運轉(zhuǎn)時，的次同步速區(qū)域運轉(zhuǎn)時，超同步速系統(tǒng)的次同步速制動態(tài)，超同步速系統(tǒng)的次同步速制動態(tài)，1VR逆變逆變 3. 3. 從物理概念看任務(wù)原理從物理概念看任務(wù)原理 TI控制系統(tǒng)SE21VR2VRMA2i2sE2TI定子旋轉(zhuǎn)磁勢相對于轉(zhuǎn)子是正轉(zhuǎn)定子旋轉(zhuǎn)磁勢

24、相對于轉(zhuǎn)子是正轉(zhuǎn)與與 同向，那么產(chǎn)生正轉(zhuǎn)同向，那么產(chǎn)生正轉(zhuǎn)矩矩2TIsE2與與 反向，那么產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)反向，那么產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩矩2TIsE2次同步速系統(tǒng)的電動態(tài)，次同步速系統(tǒng)的電動態(tài)，1VR整流整流 假設(shè)假設(shè)1VR從整流從整流 有源逆變有源逆變 ： 反向，反向，T 反向，電動反向，電動 制動，從制動，從象限到象限到 象限象限2TI 3在在S0s0的運轉(zhuǎn)形狀進入的運轉(zhuǎn)形狀進入s0s0的運轉(zhuǎn)形狀的運轉(zhuǎn)形狀 a當(dāng)電機在的次同步速運轉(zhuǎn)時，假設(shè)使當(dāng)電機在的次同步速運轉(zhuǎn)時，假設(shè)使1VR轉(zhuǎn)入有源逆變，轉(zhuǎn)入有源逆變， 電動機將進入第電動機將進入第象限制動運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速反而下降象限制動運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速反而下降 。 b當(dāng)電動機

25、的轉(zhuǎn)速在理想空載同步轉(zhuǎn)速當(dāng)電動機的轉(zhuǎn)速在理想空載同步轉(zhuǎn)速n0附近時，附近時， 的頻率很低，的頻率很低， 幅值很小，它缺乏以使有源逆變橋?qū)崿F(xiàn)可靠的換流幅值很小，它缺乏以使有源逆變橋?qū)崿F(xiàn)可靠的換流 2sE緣由？緣由？理想空載同步轉(zhuǎn)理想空載同步轉(zhuǎn)n0n0上下的一段轉(zhuǎn)速區(qū)域?qū)⑹谴{(diào)系統(tǒng)所無法上下的一段轉(zhuǎn)速區(qū)域?qū)⑹谴{(diào)系統(tǒng)所無法“穿越的區(qū)域。穿越的區(qū)域。 6.3.2超同步速串調(diào)系統(tǒng)的控制原理及能量傳送超同步速串調(diào)系統(tǒng)的控制原理及能量傳送1控制原理控制原理22201coscosTUsE 調(diào)理調(diào)理 或或 均可改動均可改動s，實現(xiàn)超同步速系統(tǒng)的調(diào)速運轉(zhuǎn)。，實現(xiàn)超同步速系統(tǒng)的調(diào)速運轉(zhuǎn)。21普通是固定其中一個，調(diào)

26、理另一個：普通是固定其中一個，調(diào)理另一個： 固定固定1sn 固定固定1ns2為了充分利用逆變變壓器及提高功率因數(shù)，固定為了充分利用逆變變壓器及提高功率因數(shù)，固定 調(diào)理調(diào)理 較為有利較為有利2min120122coscosTsEU正常運轉(zhuǎn)時，為使電流不太大，必有正常運轉(zhuǎn)時，為使電流不太大，必有 ，得：，得：0diUU2 把超同步速串調(diào)系統(tǒng)與次同把超同步速串調(diào)系統(tǒng)與次同步速串調(diào)系統(tǒng)在不同區(qū)域任務(wù)步速串調(diào)系統(tǒng)在不同區(qū)域任務(wù)的能量傳送簡圖按其任務(wù)區(qū)域的能量傳送簡圖按其任務(wù)區(qū)域都畫在同一坐標(biāo)平面內(nèi)如圖：都畫在同一坐標(biāo)平面內(nèi)如圖： 2能量傳送關(guān)系能量傳送關(guān)系次同步速系統(tǒng)制動超同步速系統(tǒng)電動超同步速系統(tǒng)制動

27、次同步速系統(tǒng)電動PPPsPs1nsPPsPP)s( 1P)s( 1sPPs10100nTPs1 1能量傳送簡圖能量傳送簡圖2 2超同步速串調(diào)系統(tǒng)電動時超同步速串調(diào)系統(tǒng)電動時 的輸出功率討論的輸出功率討論在輸出最大轉(zhuǎn)矩堅持不變的情況下，假設(shè)使異步電動機超同步速運轉(zhuǎn)，可使電在輸出最大轉(zhuǎn)矩堅持不變的情況下，假設(shè)使異步電動機超同步速運轉(zhuǎn)，可使電機的輸出功率大于電機的額定功率。這是超同步速串級調(diào)速系統(tǒng)的最大優(yōu)點。機的輸出功率大于電機的額定功率。這是超同步速串級調(diào)速系統(tǒng)的最大優(yōu)點。 定子側(cè)輸入功率定子側(cè)輸入功率 P P，最大為，最大為PNPN轉(zhuǎn)子側(cè)輸入功率轉(zhuǎn)子側(cè)輸入功率 Ps,Ps,最大為最大為PN(S=

28、-1PN(S=-1時時) )兩者之和送給負(fù)載，最大為兩者之和送給負(fù)載，最大為2PN 這類電機調(diào)速系統(tǒng)又稱這類電機調(diào)速系統(tǒng)又稱“雙饋調(diào)速系統(tǒng)雙饋調(diào)速系統(tǒng) 超越電機額定功率部份的功率是從轉(zhuǎn)子回路輸入的超越電機額定功率部份的功率是從轉(zhuǎn)子回路輸入的 3 3超同步速串調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點超同步速串調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點6.3.3 雙饋同步伐速系統(tǒng)雙饋同步伐速系統(tǒng)TI控制系統(tǒng)SE21VR2VRMA2i 假設(shè)假設(shè)1VR由有源逆變橋改為無源逆變橋，由有源逆變橋改為無源逆變橋，那么功率變換器是一臺輸出頻率可由指令信號那么功率變換器是一臺輸出頻率可由指令信號給定信號控制的他控式交給定信號控制的他控式交-直直-交或交交交或交交變頻器

29、變頻器 。 定子電源的頻率定子電源的頻率f1 ，同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速 n1 ，正向旋轉(zhuǎn)。，正向旋轉(zhuǎn)。 轉(zhuǎn)子輸入經(jīng)變頻器變換后的電壓、電流頻率為轉(zhuǎn)子輸入經(jīng)變頻器變換后的電壓、電流頻率為 f2 ，所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場相對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場相對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為n2 。1. 構(gòu)成構(gòu)成2. 任務(wù)原理任務(wù)原理定義轉(zhuǎn)向正向為逆時針方向定義轉(zhuǎn)向正向為逆時針方向 ，02f即轉(zhuǎn)子通入一個直流時，即轉(zhuǎn)子通入一個直流時， 1nn 控制量控制量f2f2固定不變時，其機械特性是一條與同步電動機一樣的程度直線。固定不變時，其機械特性是一條與同步電動機一樣的程度直線。 這類電動機在構(gòu)造方式上是異步電動機，但實踐上卻是在定、轉(zhuǎn)子同時通不這類電動機在構(gòu)造方式上是異步電動機，但實踐上卻是在定、轉(zhuǎn)子同時通不同頻率交流電的按同步電動機方式運轉(zhuǎn)的同步電動機。也存在與同步電動機完全同頻率交流電的按同步電動機方式運轉(zhuǎn)的同步電動機。也