次同步转速下串级调速系统设计与仿真研究

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1、摘要本文介绍次同步转速下串级调速系统，它是通过绕线式异步电动机的转子回路引入附加电动势而产生的，属于转差功率回馈型调速系统，具有结构简单、可靠、经济、维护方便等优点，在工业生产中得到了越来越广泛的应用。串级调速是异步电动机十分经典的调速方法之一，它可以实现无级平滑调速，是结构简单、发展较快、技术难度较小、性能比较完善的一种控制系统。串级调速技术除可用于新设备设计外，还可用于对旧设备进行技术改造。因此，研究和应用串级调速技术具有极大的技术和经济意义。本文着重对异步电动机串级调速系统的工作原理，静、动态基本性能等进行分析研究；进行转速、电流双闭环串级调速系统的动态参数设计；讨论了具有双

2、闭环控制的串级调速系统的工作过程，并用MATLAB软件对系统性能进行了仿真。关键词：异步电动机；串级调速；转差功率回馈型；MATLAB仿真AbstractInthispaper,cascadethyristorspeedcontrolintroducesadditionalEmfthroughtherotorloopofthewound-inductionmotor,whichbelongstoslippowerfeedbacksystemandissimpleinstructure,reliable,economicandeasilymaintained,andhaswoninc

3、reasinglybroadapplicationsinindustrialproduction.Cascadespeedcontrolisoneoftheveryclassicspeedcontrolmethodinasynchronousmotor,whichcanrealizesteplesssmoothingspeed.Itisasimpleandrapidcontrolsystemwithlowlevelofdifficultyintechniquesandratherperfectperformance.Thyristorcascadespeedcontroltechn

4、ologycanbeusedintechnicaltransformationforoldequipmentinadditiontothedesignofnewequipment.Therefore,studyandapplicationofthyristorcascadespeedcontroltechnologyareofgreattechnicalandeconomicsignificance.Inthispaper,theworkingprincipleandthebasicperformanceofcascadespeedcontrolsystemininductionm

5、otorarestudiedemphatically.Thedynamicparametersofcascadespeedcontrolsystemusingbothspeedloopandcurrentlooparedesignedundertheconditionofknownstaticanddynamicperformancerequirements.Theworkingprocessofcascadespeedcontrolsystemwithdouble-closed-loopisdiscussedandthesimulationforthesystemperforma

6、ncearemadewithMATLABsoftware.Keywords:Asynchronousmotor；CascadeSpeedControl；Slippowerfeedback；MATLABsimulation目录1绪论11.1交流调速系统的发展11.2交流调速技术现状11.3课题研究意义21.4课题分析与研究计划31.5社会经济效益分析32串级调速的基本原理52.1交流调速方式52.2异步电动机串级调速原理62.3串级调速的各种基本运行状态及功率传递关系82.4串级调速系统的基本类型102.5串级调速系统方案的确定113串级调速系统的调速特性和机械特性133.1串级调速

7、系统转子整流电路的工作状态133.2串级调速系统的调速特性143.3次同步串级调速系统的机械特性153.3.1异步电动机在自然接线方式下的最大转矩163.3.2串级调速异步电动机工作在第一工作区内的机械特性163.3.3串级调速异步电动机工作在第二工作区内的机械特性184控制环节单元电路研究204.1反馈检测装置204.1.1电流检测装置204.1.2转速检测环节204.2电流、速度调节器结构选择214.2.1电流调节器ACR的结构214.2.2速度调节器ASR的结构