双馈电动机转子变频起动过程的仿真分析.pdf

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1、·58·煤矿机电2011年第3期双馈电动机转子变频起动过程的仿真分析高曼曼，杨树德，潘天文(河南理工大学电气学院，河南焦作454000)摘要：双馈电动机采用转子侧变频起动方法，交-交变频器为转子提供变频电源，这种方法减小了在起动时的电流冲击。由于该方法受转子电压的影响很大，为了探讨转子电压与频率的匹配问题对电动机起动过程的影响，利用Madab软件对系统的起动过程进行模拟仿真。关键词：双馈电动机；转子变频；起动过程中图分类号：TM921．51文献标识码：A文章编号：1001—0874(2011)03—0058

2、—03SimulatedAnalysisofStartingProcessoftheDouble-FedMotorRotorFrequencyConversionGAOMan—man，YANG5^u—de，PANTian—wen(SchoolofElectricalEngineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000，China)Abstract：TheDouble—fedmotorusesrotor-sidefrequencyconversionmeth

3、odtostart，AC-ACconverterprovidesfrequencypowerfortherotor．Thismethodreducesthecurrentimpactatthebeginning．However，thismethodisgreatlyinfluencedbytherotorvoltage，inordertodiscusstheinfluenceofmotorstartingprocessonmatchingissueoffrequencyandrotorvoltage，usi

4、ngMatlabtosimulationofthesystemstartingprocess．Keywords：double—fedmotor；rotorfrequencyconversion；startingprocess1概述双馈调速电动机的顺利起动是电机顺利运行的前提，由于双馈电动机是双边励磁，过渡过程比较复杂，这也是双馈电动机起动过程的难点。为了更好地起动双馈电动机，本文采用定子侧串电阻，转子侧接反序变频电源起动方法，研究电机馈人工频电源时，转子侧变频电源的电压幅值与频率对电机馈入的影响。利用Mad

5、ab软件对双馈电机的起动过程进行了模拟仿真。2双馈电动机的工作原理(1)双馈电动机的调速原理在异步电动机的转子侧加入变频电源u，，构成双馈电动机，其等值电路如图1所示。图l中姬，为感应电机转子感应的电势。令sE,=皿一”，U，=以e，押邛)，考虑转子漏阻抗时，转子电流，，为：；sE，士U，一R，+jsX，=瓦ErPr⋯．+瓦Ure-J(fl+，r)】(1)式中，Z，为转子漏阻抗的幅值，Z，=瓶；+(蛹，)2；妒，为转差频率时转q：ca路的阻抗角，吼=arctan(涵／R，)。月。置墨R，图1双馈电动机的等值

6、电路由此转子有功电流为：乇=射⋯s旷》c届垤)】(2)转子无功电流为：2011年第3期煤矿机电·59·k一引州％+参sin(卢垤)J(3)从以上公式可得出，只要通过改变转子侧电源电压的幅值和相位，就可以改变匕和k。又根据电机学理论可知，电动机的转矩与L成正比，故可以通过改变u，来调速。调节L可以调节异步电动机的无功功率，使有功功率和无功功率保持一定的关系或者改善电机定子侧功率因数。u，通过幅值和相位影响了电动机的转速，在双馈电动机起动过程中，Ⅳ，的幅值和频率起了重要作用。(2)双馈电动机的起动方法采用定子侧

7、串电阻，转子侧接反序变频电源起动方法，即电动机在起动时，定子侧接电阻，转子侧接反序变频电源，转子磁场顺时针旋转，电动机转子(rIr正向旋转，稳定运行时的转速为凡=u—W2，五为转子P侧电源的频率。这种方法主要涉及到馈入的问题，馈入即是先是转子侧加变频电源，待电动机稳定运行后定子侧接人工频电源。为了使定转子磁场方向一致，需要改变转子侧电源相序为正相序。在定子侧馈入工频电源时，转子侧电源电压的幅值和频率的匹配不同，电动机的工作状态也不同。双馈电动机的移动方法主要涉及到馈入问题，现通过仿真来分析电动态。3起动过程

8、的仿真分析双馈电动机的起动方法主要涉及到馈入问题，现选择仿真异步电动机的参数为P。=2．8kW，以=380VZ=50Hz，R。=3．15Q，t=0．00225H，L。=0．2079H。仿真模型如图2所示。本文主要列出两个频率分别与三个不同电压匹配的仿真数据。圈2双馈电动机起动过程的仿真模型1000800600400200O图3阢=75V转速波形图600500400300200100O-100图4仉=60V转速波形