最新电力传动控制系统-上海开放大学PPT课件.ppt

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1、电力传动控制系统-上海开放大学第三篇电力传动自动控制系统第四章基于稳态模型的交流电动机调速系统交流电动机调速方法基于稳态模型异步电动机调速基频以下电压补偿控制转速开环变压变频调速系统内容提要转差功率馈送型：转差功率的一部分消耗掉，大部分则通过变流装置回馈电网或转化成机械能予以利用，转速越低时回收的功率越多，效率比前者高。转差功率不变型：转差功率中转子铜损部分的消耗是不可避免的，但由于这类调速方法无论转速高低，转差率保持不变，所以转差功率的消耗也基本不变，因此效率最高。异步电动机的调速风机、水泵对调速范围和动态性能的要求都不

2、高，只要有一般的调速性能就足够了。需要调速，但对调速性能要求不高的生产机械，也属于一般性能调速。基于稳态模型的变压变频调速。一般性能调速和节能调速高性能交流调速系统基于动态模型的矢量控制技术、直接转矩控制特大容量、极高转速的交流调速厚板轧机、矿井卷扬机等，以及极高转速的拖动，如高速磨头、离心机等，都以采用交流调速为宜。高性能的交流调速系统基于交流电动机的稳态模型，其动态性能不高，是在交流调速发展初期出现的。基于交流电动机的动态模型，能实现高动态性能，是随着客观需要和研究成果陆续开发出来的。两类交流调速转差功率消耗型异步电动

3、机调速特点是以增加转差功率的消耗来换取转速的降低，在调速过程中产生大量的转差功率，并消耗在转子电路中。主要有改变定子电压调速法、转子电路串接电阻调速法等。转差功率消耗型改变定子电压调速同步转速n1和临界转差率sm不变，临界转矩Tm成平方减小。对于恒转矩负载，调速范围小。对于风机类负载，调速范围可扩大。转差功率消耗型改变定子电压调速对于高转差率笼式异步电动机改变电动机定子电压，可获得较大的恒转矩转矩负载调速范围。但机械特性太软。转差功率消耗型转子电路串接电阻调速，只适用于绕线式异步电动机。转差功率消耗型转子电路串接电阻调速同

4、步转速n1和临界转矩Tm不变。临界转差率sm增加。对于恒转矩负载，调速范围较大，但机械特性软。转差功率消耗型转差功率馈送型异步电动机调速方法在绕线式异步电动机转子电路中串入附加电源装置产生电动势Eadd，以实现高效平滑调速。绕线式异步电动机，定、转子电路同时与外电路相连，转差功率可以从转子回馈到电网，也可以由电网向转子馈入，故称作双馈调速系统。转差功率馈送型转差功率馈送型异步电动机调速方法，只适用于绕线式异步电动机。转差功率馈送型绕线式异步电动机转子功率可双向传输可工作于次同步调速方式，理想空载转速低于同步转速。转差功率馈

5、送型也可工作于超同步调速方式。转差功率不变型异步电动机调速方法转差功率只有转子铜耗，而且无论转速高低，转差功率基本不变。主要有变极调速和变频调速两种。转差功率不变型变极调速——多速异步电动机电动机的转速同步转速改变极对数，即可改变同步转速n1，从而改变电动机的转速n，这就是变极调速的基本原理。转差功率不变型变极调速——多速异步电动机改变定子绕组的极对数，通常用改变定子绕组的联结方式来实现。变极调速是有级调速，不能实现均匀平滑的无级调速，且能实现的速度档也不可能太多。接线头较多，并需要专门的换接开关。转差功率不变型变频调速电

6、动机的转速同步转速改变电源频率可以调节异步电动机的转速。变频调速属于转差功率不变型调速类型，具有调速范围宽，平滑性好等特点，是异步电动机调速最有发展前途的一种方法。转差功率不变型恒压频比控制变频调速转差功率不变型异步电动机的转速同步转速人为改变转差的方法：改变定子电压调速、串接电阻调速、绕线式异步电动机双馈调速。与负载变化引起的转差变化不同，改变转差的方法是指人为的改变参数使转差发生变化。改变同步转速的方法：变频调速、改变极对数。调速方法同步电动机转速同步电动机转差s=0，同步电动机调速系统只能是转差功率不变型。同步电动机

7、转子极对数是固定的，只能是变压变频调速。同步电动机调速采用稳态等值电路来分析异步电动机在不同电压和频率供电条件下的转矩与磁通的稳态关系和机械特性，并在此基础上设计异步电动机调速系统。2.基于稳态模型异步电动机调速异步电动机稳态数学模型包括异步电动机稳态等值电路和机械特性，两者既有联系，又有区别。稳态等值电路描述了在一定的转差率下电动机的稳态电气特性。机械特性则表征了转矩与转差率（或转速）的稳态关系。异步电动机稳态数学模型同步转速转速与转差率供电电源频率电动机极对数异步电动机稳态数学模型忽略空间和时间谐波，忽略磁饱和，忽略铁

8、损。异步电动机稳态等值电路忽略励磁电流，简化等值电路。相电流异步电动机稳态等值电路电磁转矩（机械特性方程式）机械同步角速度异步电动机机械特性最大转矩，又称临界转矩临界转差率：对应最大转矩的转差率异步电动机机械特性额定电压、额定频率供电，且无外加电阻和电抗时的机械特性方程式，称作固有特性或自然特性。异步电