晶閘管交流調(diào)速系統(tǒng)_電力電子課程設(shè)計(jì)

1、第三組晶閘管交流調(diào)速系統(tǒng)作者李指導(dǎo)教師華*第1頁(yè)電力電子課程設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)題目晶閘管交流調(diào)速系統(tǒng)二、設(shè)計(jì)要求根據(jù)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載特性的特點(diǎn)，通過(guò)晶閘管改變電動(dòng)機(jī)的電源電壓而改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性來(lái)人為改變系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速，以滿足其工作實(shí)際的需要。三、設(shè)計(jì)原理方法1 繞線式異步電動(dòng)機(jī)晶閘管串級(jí)調(diào)速繞線式異步電動(dòng)機(jī)晶閘管竄級(jí)調(diào)速，是在繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路中串聯(lián)晶閘管逆變器，借以引入附加可調(diào)電勢(shì)，從而控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的一種調(diào)速方法轉(zhuǎn)子在不同的轉(zhuǎn)速下感應(yīng)出轉(zhuǎn)差頻率的電壓，經(jīng)一組不控的三相橋式變流器變成直流電壓，此電壓再經(jīng)一組全控橋式變流器實(shí)現(xiàn)有源逆變把電能(轉(zhuǎn)差功率)饋送回電網(wǎng)中去，改變逆變角的大小，即可改

2、變饋送回電網(wǎng)電能的多少，從而達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的在理想條件下，轉(zhuǎn)子回路經(jīng)三相不控橋式整流后輸出的直流電壓平均值為Ud=1.35SE2o，式中，S-轉(zhuǎn)差率;E20轉(zhuǎn)子不動(dòng)，即轉(zhuǎn)差率S=1時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路線電勢(shì)三相全控橋式有源逆變器輸出的直流電壓平均值為U- =1.35U 21COS :,式中，U21 逆變變壓器副邊繞組線電壓有效值逆變電壓可看作是加于異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路的附加電勢(shì)，只要改變逆變角1，就可改變回路中的附加電勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)直流回路存在如下的電壓平衡關(guān)系，即Ud=U ：，即 1.35 sE2o=1.35U2icos ;第三組晶閘管交流調(diào)速系統(tǒng)作者李指導(dǎo)

3、教師華*第2頁(yè)因?yàn)檗D(zhuǎn)差率隊(duì)s=(n 1-n)/n 1，所以電機(jī)轉(zhuǎn)速n=(1-s)n1=n 1(1-u 21COSI，/E20)由此可見(jiàn)，改變逆變角:,就可以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速當(dāng)下降,COS 增加,n下降;反之1 增加,COS 一：下降,n上升,當(dāng)1 ma=90時(shí),cos : =0,： =0,相當(dāng)于整流器的直流側(cè)短接 ,也即 轉(zhuǎn)子短接，電動(dòng)機(jī)在自然特性上運(yùn)轉(zhuǎn)其調(diào)節(jié)過(guò)程是：如果電機(jī)原來(lái)穩(wěn)定運(yùn)行于某一轉(zhuǎn)速n,當(dāng)減小1時(shí),則U1加大,直流回路Id減小，轉(zhuǎn)子電流I 2隨之減小，電機(jī)轉(zhuǎn)矩M減小，形成MM電機(jī)減速；而一旦n下降，轉(zhuǎn)差率S增大,轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì) E2便增大，導(dǎo)致電流I 2、I d回升；當(dāng)重新獲得 M=

4、M時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速不再下 降，即在低于原來(lái)轉(zhuǎn)速的新轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行；反之，如增大逆變角，電機(jī)轉(zhuǎn)速上升。方法2 單相交流電阻負(fù)載調(diào)壓接在交流電源與負(fù)載之間的晶閘管，以相位控制方式來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)載上的電壓，就構(gòu)成了交流調(diào)壓器，其工作情況與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)。在交流電壓的正半周，控制角:時(shí)，VT1導(dǎo)通，把交流正電壓 的一部分加在負(fù)載 R上。交流電壓由正過(guò)零變負(fù)時(shí)，回路電流下降一到零，VT1自然關(guān)斷，負(fù)載上電壓電流為零。 t=： +，觸發(fā)VT2導(dǎo)通，把交流電壓的一部分加在負(fù)載R上。交流電壓由負(fù)過(guò)零變正時(shí)(稱正向過(guò)零點(diǎn))，VT2自然關(guān)斷。改變:角的大小，就可以改變了負(fù)載上的電壓波形，從 而改變了負(fù)載電壓的有效值，達(dá)到了調(diào)

5、壓的目的。這種控制方式為相位控制方式。負(fù)載電壓的有效值為 U 0=1 72uisinC0t)2dt) =U1 tAsin2aY兀aV 2n兀當(dāng)=0 時(shí)，UmaFU；:-=二時(shí)，Umin=0.第三組晶閘管交流調(diào)速系統(tǒng)作者李指導(dǎo)教師華*第3頁(yè)電阻負(fù)載上的電流與電壓波形同相，其有效值為1 l0=U/R=U1/Jsin 2：2n兀第三組晶閘管交流調(diào)速系統(tǒng)作者李指導(dǎo)教師華*第4頁(yè)交流調(diào)壓器功率因數(shù)為 =P/S=U0lo/Uil六組員：李德順陳立斌萬(wàn)亞雄王榮山10= .：sin 2二-2 n二可見(jiàn)角越大，輸出電壓越低，功率因數(shù)也越低。另外輸出電壓為有缺口的正弦波，含 有高次諧波是它的缺點(diǎn)。四、調(diào)壓調(diào)速機(jī)械特性圖電磁轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩分別與定子電壓Ui的平方成正比，即 Tem戈U21, TmU2i。