电机控制 223 3绕线式异步电动机绕线式异步电动机 双馈调速系统双馈调速系统1;.电机控制2-3 2-3 绕线式异步电动机的双馈调速绕线式异步电动机的双馈调速A.绕线式异步电动机调速方法B.双馈调速及串级调速的基本概念C.双馈调速电动机的特点D.双馈调速电动机在各种工作状况下的能量关系E.绕线式异步电机的串级调速系统F.双馈调速系统构成G.双馈调速的效率和功率因数H.双馈调速的矢量控制2;.电机控制A A 绕线式异步电动机调速方法绕线式异步电动机调速方法A.1. A.1. 转子绕组串接电阻转子绕组串接电阻耗能、手动、不方便耗能、手动、不方便3;.电机控制A.2 斩波变阻实现无级调速4;.电机控制A.3 A.3 双馈调速（串级调速）双馈调速（串级调速）5;.电机控制双馈调速双馈调速能够实现的功能能够实现的功能亚同步调速：亚同步调速： 与与 反相，反相， 附电装置附电装置, ,吸收功率吸收功率超同步调速：超同步调速： 与与 同相，同相， 附电装置附电装置, ,提供功率提供功率提供无功提供无功: :向电网提供无功（交向电网提供无功（交交变频器馈电）交变频器馈电）6;.电机控制B B 双馈调速及串级调速的基本概念双馈调速及串级调速的基本概念异步电动机定子输入功率P1、电磁功率PM、机械功率Pmec、转差功率Ps、铁损耗和定子铜损耗，有如下关系7;.电机控制B B 双馈调速及串级调速的基本概念双馈调速及串级调速的基本概念所谓双馈调速，就是将电能分别馈入绕线转子异步电动机的定子绕组和转子绕组。改变转子外接电源的幅值和相位，就可以调节异步电动机的转速、转矩和电动机定子侧的无功功率，这种双馈调速的异步电动机不但可以在亚同步转速区运行，而且可以在超同步转速区运行，因此双馈调速也叫超同步串级调速。双馈调速中的转差频率难以检测和控制。在工程实际中常对转子绕组的电流进行整流，并以直流形式在转子中串入外加电动势，称之为串级调速。也叫低同步串级调速，这是由于转差功率只能单方向由整流器送出的缘故。串级调速是双馈调速的一种特例。8;.电机控制绕线式异步电动机正方向规定绕线式异步电动机正方向规定9;.电机控制绕线转子异步电动机绕线转子异步电动机接转差频率电压调速向量图接转差频率电压调速向量图1 1转子外接电压 与转子电动势 同频率、相位相反，且亚同步电动状态转子电流I 2电机转速降低，ss010;.电机控制绕线转子异步电动机接转差频率电压调速向量图2转子外接电压 与转子电动势同频率、相位相反，且亚同步制动状态电机转速 低于同步速,ss 011;.电机控制绕线转子异步电动机绕线转子异步电动机接转差频率电压调速向量图接转差频率电压调速向量图3 3转子外接电压 与转子电动势同频率、相位相同，且 亚同步电动状态电机转速升高0ss12;.电机控制绕线转子异步电动机绕线转子异步电动机接转差频率电压调速向量图接转差频率电压调速向量图4 4转子外接电压 与转子电动势同频率、相位相反，且同步电动状态转速等于同步转速 , s=013;.电机控制绕线转子异步电动机绕线转子异步电动机接转差频率电压调速向量图接转差频率电压调速向量图5 5转子外接电压 与转子电动势同频率、相位相同，且超同步电动状态转子电流I2电机转速高于同步转速，s014;.电机控制绕线转子异步电动机绕线转子异步电动机接转差频率电压调速向量图接转差频率电压调速向量图6 6转子外接电压 超前转子电动势 900，转子回路的合成电动势 与转子电流 同相，其中有功电流为 ，无功电流为 由于无功电流与气隙磁密同相起到了励磁电流的作用。定子电流 ，（ 为定子励磁电流）。由图可知定子边的功率因数得到了改善 15;.电机控制双馈调速电动机双馈调速电动机在各种工作状况下的能量关系在各种工作状况下的能量关系1 1转子运行于亚同步速的电动状态电磁功率机械功率转差功率16;.电机控制双馈调速电动机在各种工作状况下的能量关系2转子运行于次同步速的回馈制动状态电磁功率机械功率转差功率17;.电机控制双馈调速电动机双馈调速电动机在各种工作状况下的能量关系在各种工作状况下的能量关系3 3转子运行于超同步速的电动状态电磁功率机械功率转差功率18;.电机控制双馈调速电动机双馈调速电动机在各种工作状况下的能量关系在各种工作状况下的能量关系4 4转子运行于超同步速的回馈制动状态电磁功率机械功率转差功率19;.电机控制双馈调速电动机双馈调速电动机在各种工作状况下的能量关系在各种工作状况下的能量关系5 5电机运行于倒拉反转的电动状态电磁功率机械功率转差功率20;.电机控制双馈电机五种运行状态下功率流动方向双馈电机五种运行状态下功率流动方向变 频器变 频器变 频器变 频器变 频器超同步 回馈超同步电动次同步回馈次同步 电动倒拉反转21;.电机控制绕线式异步电动机串级调速系统绕线式异步电动机串级调速系统22;.电机控制串级调速的特点串级调速的特点1.1.低同步串级调速系统是双馈调速的一种特例低同步串级调速系统是双馈调速的一种特例2.2.系统结构较简单，价格较便宜系统结构较简单，价格较便宜3.3.逆变装置容量小，逆变装置容量小，30%30%或或15%15%电机容量电机容量4.4.不允许用来起动电机不允许用来起动电机5.5.功率因数低功率因数低23;.电机控制亚同步双闭环控制串级调速系统亚同步双闭环控制串级调速系统 机械特性与直流电机颇为相似,但较软，一般需要采用带速度反馈和电流反馈的双闭环调速系统; 双闭环控制亚同步串级调速系统24;.电机控制绕线型异步电动机的双馈调速系统绕线型异步电动机的双馈调速系统起动时现将转子绕组接到起动电阻上，以减少起动电流，增大起动转矩；待电动机的转速上升到设计知识，再将交交变频器投入运行。25;.电机控制双馈调速的异步电动机双馈调速的异步电动机在超同步电动工况下能流图在超同步电动工况下能流图26;.电机控制双馈调速的优点双馈调速的优点在保证调速要求的同时还可以独立地调节电动机定子侧的无功功率，从而提高整个系统的无功功率。整个系统的功率因数可到0.9以上。从理论上讲，双馈调速的异步电动机即是电动机又是无功功率补偿器。可无级调速。可用作变速恒频恒压发电。变频器的容量小。27;.电机控制绕线式异步电机的矢量控制绕线式异步电机的矢量控制速度开环或速度闭环调速系统，调速特性都不如直流调速系统即使采用了速度闭环，也无法控制功率因数，使之不随负载和转速的变化而变化。采用磁场定向是量控制，可达到与直流电机调速相媲美的特性。28;.电机控制采用矢量控制时的双馈电机基本方程式采用矢量控制时的双馈电机基本方程式29;.电机控制双馈电机定子磁场定向矢量控制双馈电机定子磁场定向矢量控制 绕线式异步电动机定子磁场定向矢量图30;.电机控制绕线转子异步电动机绕线转子异步电动机矢量控制双馈调速系统框图矢量控制双馈调速系统框图( (一一) )31;.电机控制绕线转子异步电动机绕线转子异步电动机矢量控制双馈调速系统框图矢量控制双馈调速系统框图( (二二) )32;.