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电力拖动自动控制系统 交流 反考试资料

P146从能量转换的角度上看,转差功率是否增大,是消耗掉还是得到回收,是评价调速系统效率高低的标志。

从这点出发,可以把异步电机的调速系统分成三类:
1. 转差功率消耗型调速系统
2. 转差功率馈送型调速系统
3. 转差功率不变型调速系统
P149为了能在恒转矩负载下扩大调速范围,并使电机能在较低转速下运行而不致过热,就要求电机转子有较高的电阻值.
P159-161基频以下调速:
1、在低频时U s和E g都较小,定子阻抗压降所占的份量就比较显著,不再能忽略。

2、频率很低时,T emax太小将限制电机的带载能力,采用定子压降补偿,适当地提高电压U s,可以增强带载能力
P168 能量的回馈制动:
当电动运行时,UCR的控制角α < 90︒,工作在整流状态,直流回路电压U d的极性为上正下负,电流I d由正端流入逆变器CSI,CSI工作在逆变状态,输出电压的频率ω1 > ω,电动机以转速运行,电功率的传送方向如上图a所示。

如果降低变压变频器的输出频率ω1,或从机械上抬高电机转速ω,使ω1 < ω,同时使UCR
的控制角 α > 90︒ ,则异步电机转入发电状态,逆变器转入整流状态,而可控整流器转入有源逆变状态,此时直流电压U d 立即反向,而电流 I d 方向不变,电能由电机回馈给交流电网(图b )。

P188-189转差频率控制的规律是:
(1)在 ωs ≤ ωsm 的范围内,转矩 T e 基本上与 ωs 成正比,条件是气隙磁通不变。

(2)在不同的定子电流值时,按上图的函数关系 U s = f (ω1 , I s ) 控制定子电压和频率,就能保持气隙磁通Φm 恒定。

(6-66)
P219异步电机转子附加电动势的作用:
异步电机运行时其转子相电动势为:
(7-1)
s — 异步电动机的转差率;
E r0 — 绕线转子异步电动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。

转子相电流的表达式为:
(7-2)
式中 R r — 转子绕组每相电阻;
X r0 — s = 1时的转子绕组每相漏抗。

有附加电动势时的转子相电流: 20r 2
r add 0r r )(sX R E sE I +±=
(7-3)
P223串级调速系统的工作原理
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,这就形成了图7-4a 中所示的功率变换单元CU2。

按照上述原理组成的异步电机在低于同步转速下作电动状态运行的双馈调速系统如图7-5所示,习惯上称之为电气串级调速系统。

图7-5 电气串级调速系统原理图 :
P226理想空载转差率 (7-6) 理想空载转速 n 0 为: (7-7) *1*s ωωω=+0r r sE E =20r 2r 0r r )(sX R sE I +=βcos 020r T E U s =)cos 1()1(0r T 2syn 0syn 0E U n s n n β-=-=
从式(7-6)和式(7-7)可知,在串级调速时,理想空载转速与同步转速是不同的。

当改变逆变角 β 时,理想空载转差率和理想空载转速都相应改变。

串级调速时,转子回路中接入了串级调速装置(包括两套整流装置、平波电抗器、逆变变压器等),实际上相当于在电动机转子回路中接入了一定数量的等效电阻和电抗,它们的影响在任何转速下都存在。

由于转子回路电阻的影响,异步电动机串级调速时的机械特性比其固有特性要软得多。

P232串级调速系统的总效率计算:
式中 ∑p 是异步电动机定子和转子内的总损耗;
p tan 附加的串级调速传动装置损耗 。

P234-235串级调速装置的电压和容量 整流器和逆变器容量 : (7-31) 逆变变压器的容量:
1、逆变变压器的二次侧相电压 : (7-32)
2、逆变变压器的容量计算: (7-33)
串级调速系统往往被推荐用于有限调速范围(例如D=1.5~2.0)的场所。

逆变变压器与电压、电流、D 有关
P238串级调速系统的起动方式:
1. 间接起动
为了使串级调速装置不受过电压损坏,须采用间接起动方式,即将电动机转子先接入电阻或频敏变阻器起动,待转速升高到串级调速系统的设计最低转速时,才把串级调速装置投入运行。

间接起动控制原理图
间接起动操作顺序:
(1)先合上装置电源总开关S ,使逆变器在 βmin 下等待工作。

(2)然后依次接通接触器K1,接入起动电阻R ,再接通K0,把电机定子回路与电网接通,电%100%100f 1mech mech in 2sch ⨯--=⨯=P P p P P P η%100)1()1(tan mech m mech m ⨯+∑+----=p p p s P p s P D s 11max 0-=)
11(15.10r 2T D E U -=)11(45.3T 220T D I E W -=
动机便以转子串电阻的方式起动。

(3)待起动到所设计的n min(s max)时接通K2,使电动机转子接到串级调速装置,同时断开K1,切断起动电阻,此后电动机就可以串级调速的方式继续加速到所需的转速运行。

停车操作顺序
(1)由于没有制动作用,应先断开K2,使电动机转子回路与串级调速装置脱离;
(2)再断开K0,以防止当K0断开时在转子侧感生断闸高电压而损坏整流器与逆变器
直接起动操作顺序:
(1)接触器的工作顺序为 S-K0-K2,此时不需要起动电阻。

当转子回路接通时,由于转子整流电压小于逆变电压,直流回路无电流,电动机尚不能起动。

(2)待发出给定信号后,随着 的增大,逆变电压降低,产生直流电流,电动机才逐渐加速,直至达到给定转速。

5-2 有一台三相四级异步电动机,其额定容量为5.5KW,频率为50HZ,在某一情况下运行,自定子方面输入的功率为6.32KW,定子铜损耗为341W,转子铜损耗为237.5W,铁心损耗为167.5W,机械损耗为45W,附加损耗为29W,试绘出该电动机的功率流程图,注明各项功率或损耗的值,并计算在这一运行情况下该电动机的效率、转差率和转速。

答案:
习题集P126第2题
设异步电动机运行时,定子电流的频率为f1,试问此时定子电动势、转子电动势和转子电流的频率是多少?由该定子电流所产生的旋转磁动势基波将以什么速度截切定子和转子?而由转子电流所产生的旋转磁动势基波将以什么速度截切转子和定子?转子磁动势基波截切定子的速度会不会因转子转速的变化而变化?
答案:f1,sf1,sf1,n0,sn0,sn0,n0,不会
补充材料上的自己弄。

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