毕业设计（论文）-晶闸管串级调速双闭环系统设计

《毕业设计（论文）-晶闸管串级调速双闭环系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第一章方案的选择与确定1.1设计方案的确定与设计思路设计电路，根据不同的要求有不同的设计思路，根据我们现有的水平和设计能力，我们选择了比较简单的设计方案：绕线异步电动机在转子回路中串接一个与转子电动势同频率的附加电动通过改变值大小和相位可实现调速。这样，电动机在低速运行时，转子中的转差率只有小部分被转子绕组本身电阻所消耗，而其余大部分被附加电动势所吸收，利用产生E的装置可以把这部分转差功率回馈到电网，使电动机在低速运行时仍具有较高的效率。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。

2、它属于变转差率来实现串级调速的。与转子串电阻的方式不同，串级调速能实现无级平滑调速，低速时机械特性也比较硬，它完全克服了转子串电阻调速的缺点，具有无级平滑调速、较硬的低速机械特性等优点，是一种经济、高效的调速方法。30第二章串级调速原理与主电路设计2.1串级调速原理:异步电动机运行时其转子相电动势为：（2-1）式中s-----异步电机的转差率；----绕线转子异步电机在转子不动时的相电动势，或称转子开路电动势，也就是转子额定相电压值。式（1-1）表明，绕线转子异步电机工作时，其转子电动势Er值与转差

3、率s成正比。此外，转子频率也与s成正比，。在转子短路情况下，转子相电流Ir的表达式为：（2-2）式中----转子绕组每相电阻；----s=1时的转子绕组每相漏抗。如在转子绕组回路中引入一个可控的交流附加电动势，此附加附加电动势与转子电动势有相同的频率，并与同相（或反相）串接，如图2-1所示。此时转子回路的相电流表达式为：（2-3）30M～～～～Ir图2-1当电机处于电动状态时，其转子电流Ir与负载大小有直接关系。当电动机带有恒定负载转矩TL时，可近似地认为不论转速高低转子电流都不会变，这时，在不同s

4、值下的式（2-2）和式（2-3）应相等。设在未串入附加电动势前电动机原来在某一转差率S1下稳定运行。当引入同相的附加电动势后，电动机转子回路的合成电动势增大了，转子电流和电磁转矩也相应增大，由于负载转矩未变，电动机必然加速，因而S降低，转子电动势Er=sEr0随之减少，转子电流也逐渐减少，直至转差率降低到时，转子电流Ir又恢复到负载所需要的原值，电动机便进入新的更高转速的稳定状态。此时式（2-2）与式（2-3）的平衡关系为：（2-4）同理可知，若减少+Eadd或串入反相的附加电动势-Eadd，则可使

5、电动机的转速降低。所以，在电机的转子侧引入一个可控的附加电动势，就可以调节电机的转速。设异步电机定子接交流电网，转子短路，且轴上带有反抗性的负载（对应的转子电流为Irn）,此时电机在固有机械特性上一额定转差绿Sn运行。若在转子侧每相加以附加电动势-Eadd,30根据式（2-3），转子电流Ir将减少，从而使电机减速，并进入新的稳态工作。此时，转子回路的电势平衡方程式s1>sn（2-5）如果不断加大值，将使s值不断增大，实现了对电机的调速。由于轴上带有反抗性负载，电机在Te-n坐标系的的第一象限作电动运

6、行，转差率为0

7、关键就是在转子侧串入一个可变频、可变幅的电压。对于只用于次同步电动状态的情况来说，比较方便的方法是将转子电压先整流成直流电压，然后再引入一个附加的电动势，控制此直流附加电动势的幅值，就可以调节异步电动机的转速。这样，就把交流变压变频这一复杂问题，转化为与频率无关的直流变压问题，使问题的分析与工程实现方便多了。30当然对这一直流附加电动势要有一定的技术要求。首先，它应该是平滑调节的，以满足对电动机转素平滑调节的要求；其次，从节能的家度考虑，希望产生附加直流电动势的装置能够吸收从异步电动机转子侧传递来的

8、转差功率并加以利用。把转差功率回馈给交流电网这样才能提高调速系统的效率。根据以上两点要求，较好的方案是采用工作在有源逆变状态的晶闸管可控整流装置作为产生附加直流电动势的电源。2.2晶闸管串级调速系统主电路设计图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