CH繞線式IM的串級(jí)調(diào)速PPT課件

1、第九章繞線式 IM 的串級(jí)調(diào)速.繞線式 IM 串級(jí)調(diào)速的原理 .繞線式 IM 轉(zhuǎn)子串電勢(shì)調(diào)速的基本方式 .串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的功率流動(dòng).串級(jí)調(diào)速的實(shí)現(xiàn)方法 .恒功率型串級(jí)調(diào)速 .恒轉(zhuǎn)矩型串級(jí)調(diào)速 .晶閘管靜止型串級(jí)調(diào)速第1頁(yè)/共14頁(yè).繞線式 IM 串級(jí)調(diào)速的原理IM 轉(zhuǎn)子串電勢(shì)調(diào)速的基本方程式就是在轉(zhuǎn)子回路中串接與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電勢(shì)同頻率的附加電勢(shì)，從而控制 IM 的轉(zhuǎn)速。兩方面的控制效果： 改變附加電勢(shì)大小，可調(diào)節(jié) IM 轉(zhuǎn)速； 控制附加電勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流間的相位，可控制轉(zhuǎn)子能量的流向。第2頁(yè)/共14頁(yè) IM 的電磁轉(zhuǎn)矩其中：在定子電壓恒定時(shí)， 幾乎為常數(shù)； I2 為轉(zhuǎn)子電流，其大小、相位固定時(shí)，Te

2、m也不變。2|sinemTkI第3頁(yè)/共14頁(yè)設(shè)未串附加電勢(shì)時(shí)的轉(zhuǎn)差率為 s，則轉(zhuǎn)子電流為：串接 E 后，設(shè) I2 大小、相位不變，轉(zhuǎn)差率變?yōu)閟，則有：22222222(/)/EIErsjx Irsjx2222222222222222222222/(/)(/) 9-/(1)6/EEsrsjxE sIIrsjxrsjxrsjxIrsjxrsjx IE sE sEIssrsrsrssEr Is（）若附加電勢(shì) E 與 r2I2 同相位，大小為 r2I2 的 (1- s/s) 倍、頻率為sf，則可保持轉(zhuǎn)子電流大小、相位不變，從而保持電磁轉(zhuǎn)矩不變，但轉(zhuǎn)速可以變化。第4頁(yè)/共14頁(yè)22 ( 1) sEr

3、Is串接反勢(shì)電的討論：(a) 當(dāng) E 0 時(shí)，E 與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)同相（同向），s s ，轉(zhuǎn)子 n 升高；(b) 當(dāng) E s，轉(zhuǎn)子 n 降低。此時(shí)，E 從轉(zhuǎn)子輸出能量，其作用可用轉(zhuǎn)子串電阻 rj 替代：這說明轉(zhuǎn)子電阻壓降可用反向的反電勢(shì)代替，反之亦然。(c) 當(dāng) E = r2I2 時(shí)，s = 0，為同步機(jī)狀態(tài)（ E 輸入轉(zhuǎn)子的能量，正好被r2消耗，用于轉(zhuǎn)子勵(lì)磁 ）；(d) 當(dāng) E r2I2 、且與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)同相位時(shí)，則有 s 0, E 0雙饋電機(jī)s 0, E 時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)換的 Pem 是正的，即將 Pem轉(zhuǎn)換為 Pm（電動(dòng)）；當(dāng) s0 時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)換的 Pem 是負(fù)的，即將 Pm 轉(zhuǎn)換為 Pem，

4、由定子輸出（發(fā)電）；當(dāng) s0 和 s 0 和 s 0 下都既能電動(dòng)、又能發(fā)電的原因。第8頁(yè)/共14頁(yè)將一DM與IM同軸相連，將IM的轉(zhuǎn)子反電勢(shì)整流后，施加到IM的電樞上，則在忽略IM轉(zhuǎn)子電阻、DM電樞電阻情況下，轉(zhuǎn)子、電樞消耗的功率 sP1，就等于DM的電磁功率，因此機(jī)械負(fù)荷獲得的功率近似等于(1-s)P1 + sP1 = P1，為恒定。 調(diào)節(jié)DM的勵(lì)磁，DM的電樞反電勢(shì)改變，電樞電壓也要求相應(yīng)變化，從而使IM轉(zhuǎn)子的附加電勢(shì)變化，使系統(tǒng)的速度得到調(diào)節(jié)。 . 串級(jí)調(diào)速的實(shí)現(xiàn)方法 （克雷默調(diào)速、Kraemer于1906年提出）第9頁(yè)/共14頁(yè)IM 轉(zhuǎn)子、DM 電樞組合回路的電勢(shì)關(guān)系：21(1)dE

5、eK1 IM DCIMEeK2其中，為靜止時(shí)轉(zhuǎn)子的反電勢(shì)；為轉(zhuǎn)子相對(duì)速度；為回路總電壓損失（折算到轉(zhuǎn)子側(cè)）；為電壓折算到轉(zhuǎn)子側(cè)的系數(shù)02202012102 ddeEeEeEKEKE轉(zhuǎn)速變化率轉(zhuǎn)速理想空載(a) 由于e較小，轉(zhuǎn)速變化率很小，恒功率串級(jí)調(diào)速的 n-T 特性類似他勵(lì)DM；(b) 當(dāng)d = 0時(shí)， =1- e/E2，0=1，不會(huì)如 DM 般失磁后飛車。第10頁(yè)/共14頁(yè)22222(1) 1(1)(1)(1)(1)(1)mdmmimmdmmmmmmPkPkPPPPkPPkPPkP（其中0.90.95） 設(shè)系統(tǒng)的調(diào)速范圍為1 ，額定輸出功率 Pm，則mmiPP01minmmdPkP)1 (

6、2(a) 調(diào)速的范圍越寬，DM 和整流器的容量就要求越大；(b) 如果要求在 = 01間調(diào)速，就要求DM和整流器的容量同IM基本相同，極不經(jīng)濟(jì)；(c) 一般在 100 70% 間調(diào)速，是比較經(jīng)濟(jì)的。此時(shí)只要求約30%的DM和整流器容量第11頁(yè)/共14頁(yè)恒轉(zhuǎn)矩型串級(jí)調(diào)速 （德國(guó)人西皮1907年提出，Scherbius）克雷默調(diào)速、西波調(diào)速可否由 DM 向 IM 轉(zhuǎn)子注入功率？可否實(shí)現(xiàn)超同步運(yùn)轉(zhuǎn)？（都不行，因?yàn)楣β孰娏髦荒茉谌ㄕ鳂蛑袉蜗蛄鲃?dòng)）11 112211(1)(1)ms PsPPTconst 2222002222202(1) 0 DMdddddEeEekEeEKeEkkE轉(zhuǎn)速變化率（轉(zhuǎn)速固定）（變化小、類似他勵(lì)、=0時(shí)不飛車）第12頁(yè)/共14頁(yè)晶閘管靜止型串級(jí)調(diào)速 恒轉(zhuǎn)矩特點(diǎn)： 速度調(diào)節(jié)：(a) 逆變橋兩側(cè)電壓關(guān)系為：Ed = kiE2cos g - ei)（其中Ed為直流側(cè)電壓，Ei 為交流側(cè)電壓，ei為橋的內(nèi)阻壓降，ki =3sqrt(2)/p）(b) 整流橋兩側(cè)電壓關(guān)系為：Ed = ki (sE2 - e0) (其中E0