第4章交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)和串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)-資料下載頁
2024-09-28 16:07本頁面
【導(dǎo)讀】轉(zhuǎn)速高且耐高壓。交流電機(jī)的體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)可靠、慣性小。交流電機(jī)堅(jiān)固耐用，可在惡劣環(huán)境下使用。拖動(dòng)系統(tǒng)一樣的性能指標(biāo)。從各方面來看，交流調(diào)速系統(tǒng)最終將取代直流調(diào)速系統(tǒng)。從交流電機(jī)轉(zhuǎn)速表達(dá)式：??變極對(duì)數(shù)p的調(diào)速、變轉(zhuǎn)差率s調(diào)速及變電源頻率f1調(diào)速。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)屬于此類。串級(jí)調(diào)速屬該類系統(tǒng)。在帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載TL時(shí)，可得到不同的穩(wěn)定轉(zhuǎn)。速，如圖中的A、B、C點(diǎn)。通過改變晶閘管的導(dǎo)通角來改變輸出交流電壓。把晶閘管作為開關(guān)，將負(fù)載與電源完全接通幾個(gè)半波，特點(diǎn)是負(fù)載輸出諧波分量低，適用于低電壓大電流的場(chǎng)合。的反向晶閘管同時(shí)導(dǎo)通。要求采用寬脈沖或雙窄脈沖觸發(fā)電路。的觸發(fā)脈沖相位應(yīng)互差180°。相鄰兩個(gè)晶閘管的觸發(fā)信號(hào)相位差為60°。使用高轉(zhuǎn)子電阻的電機(jī)。
【正文】 的組成框圖 圖 422 雙閉環(huán)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的組成框圖 ** 2n i c t d eU U U E I I T n???? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? 整定觸發(fā)脈沖，使逆變角為最小值 βmin。通常 βmin限制為30176。 ，以防止逆變失敗。當(dāng) ACR的輸出電壓為上限幅值時(shí)，應(yīng)整定逆變角為最大值 βmax=90176。 。 利用 ASR的輸出飽和限幅值和 ACR的電流負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用，使雙閉環(huán)串調(diào)系統(tǒng)在加速過程中實(shí)現(xiàn)恒流升速，獲得良好的加速特性。 （ 二 ） 閉環(huán)串調(diào)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 雙閉環(huán)串調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法與雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)基本相同，通常也采用工程設(shè)計(jì)方法。即先設(shè)計(jì)電流環(huán)，然后把設(shè)計(jì)好的電流環(huán)看作是速度環(huán)中的一個(gè)等效環(huán)節(jié)，再進(jìn)行轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計(jì)。應(yīng)用工程設(shè)計(jì)方法進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，電流環(huán)宜按典 Ⅰ 系統(tǒng)設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)速環(huán)宜按典 Ⅱ 系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 sTon11?)(A S RsWsToi11?)(A C RsWsTKss1 ? sTKLnLn1 ? sT11sToi1 ??0d0nEsTon1 ??速度給定++速度給定濾波器?nUnU速度調(diào)節(jié)器電流給定濾波器電流負(fù)反饋轉(zhuǎn)速反饋濾波器轉(zhuǎn)速負(fù)反饋iU電流調(diào)節(jié)器晶閘管逆變器串調(diào)直流主回路βEd0E電流反饋濾波器電動(dòng)機(jī)dILI轉(zhuǎn)差電壓擾動(dòng)n圖 5 2 3 雙閉環(huán)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖 423 雙閉環(huán)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 五、串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的效率和功率因數(shù) （一）串調(diào)系統(tǒng)的總效率 是指串調(diào)系統(tǒng)電機(jī)軸上的輸出功率與從電網(wǎng)輸入的總有功功率之比。下圖是反映串調(diào)系統(tǒng)各部分有功和無功功率間關(guān)系的單線圖。 M3 ~WPWQ1P1Q0PsPTPTQdL負(fù)載TI圖 5 24 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)功率關(guān)系單線原理圖C u 1PC u 2PFePMP?MP0P1P 2P圖 5 1 2 異步電動(dòng)機(jī)的能量流程圖定子輸入功率 TW PPP ??1定子輸入功率 P1由電網(wǎng)向整個(gè)串調(diào)系統(tǒng)提供的有功功率PW及晶閘管逆變器返回到電網(wǎng)的回饋功率 PT構(gòu)成； 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)傳送的電磁功率 Ms PPPPP ????? 112定子輸入功率 P1減去定子損耗 ΔP1（包括定子的銅耗和鐵耗）得到電磁功率 P2； P2中的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)差功率 Ps，另一部分轉(zhuǎn)變成機(jī)械功率 PM； sT PPsPP ????? 22回饋電網(wǎng)的功率 轉(zhuǎn)差功率減去轉(zhuǎn)子損耗 ΔP2和轉(zhuǎn)子整流器、晶閘管逆變器的損耗 ΔPs，剩下部分即為回饋電網(wǎng)的功率 PT； 電網(wǎng)向整個(gè)系統(tǒng)提供的有功功率： sTTW PPPPsPPPPPP ?????????????? 212121 )1()(電機(jī)軸上輸出功率： mmM PPsPPP ??????? 20 )1(； 電機(jī)軸上輸出功率 P0則要從機(jī)械功率 PM中減去機(jī)械損耗ΔPm后獲得。 %100)1( )1(21220 ?????????????smw PPPPsPPsPP?串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的總效率 由于大部分轉(zhuǎn)差功率被送回電網(wǎng)，使串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)從電網(wǎng)輸入的總有功功率并不多，故串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的效率很高。效率可達(dá) 90％以上。 (二 ) 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的總功率因數(shù) 晶閘管串調(diào)系統(tǒng)功率因數(shù)低。 主要原因： 逆變變壓器和異步電機(jī)都要從電網(wǎng)吸收無功，故串調(diào)系統(tǒng)比固有特性下異步電機(jī)從電網(wǎng)吸收的無功增多，而串調(diào)系統(tǒng)把轉(zhuǎn)差功率的大部分又回饋給電網(wǎng)，使系統(tǒng)從電網(wǎng)吸收的有功減少，這是造成串調(diào)系統(tǒng)功率因數(shù)低的主要原因。例： 1)串調(diào)系統(tǒng)從電網(wǎng)吸收的有功功率 Pw等于異步電機(jī)從電網(wǎng)吸收的有功 P1與通過逆變器回饋到電網(wǎng)的有功功率 PT的代數(shù)和，即 PW= P1 PT，有功功率減少； 2)串調(diào)系統(tǒng)從電網(wǎng)吸收的無功 Qw等于異步電機(jī)吸收的無功Q1與逆變變壓器吸收的無功 QT之和，即 Qw=Q1+QT，無功功率增加。 串調(diào)系統(tǒng)的總功率因數(shù)降低為 21211)()(c osTTTWs PPPPSP???????式中 PW—— 串調(diào)系統(tǒng)從電網(wǎng)吸收的總有功功率； S—— 串調(diào)系統(tǒng)的總視在功率。 由于串調(diào)系統(tǒng)接入轉(zhuǎn)子整流器 ， 不僅出現(xiàn)換流重疊現(xiàn)象 ， 還使轉(zhuǎn)子電流發(fā)生畸變 ， 這將使異步電機(jī)本身的功率因數(shù)降低 ， 這是造成串調(diào)系統(tǒng)功率因數(shù)低的另一個(gè)原因 。 為改善串調(diào)系統(tǒng)的功率因數(shù) ， 提出多種解決方法 ， 可歸為兩大類：一類是利用電力電容器補(bǔ)償；另一類是采用高功率因數(shù)的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng) 。
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