7-3

在绕线转子异步电动机转子串电阻调速时，转子电流会在外接电阻上产生一个交流电压，这一交流电压与转子电流有着相同的频率和相位，调速时产生的转差功率被消耗在外接电阻上。 串级调速是串的电动势，如果在转子绕组回路中引入一个可控的交流附加电动势来代替外接电阻，附加电动势的幅值和频率与交流电压相同，相位与转子电动势相反则它对转子电流的作用与外接电阻是相同的，附加电动势将会吸收原先消耗在外接电阻上的转差功率。 7-4

为了使串级调速装置不受过电压损坏。 7-5

图7-5所示的电气串级调速系统能够在次同步转速下作电动运行和电动机在超同步转速下作电动运行，因为图7-5所示的系统不可逆，所以不能制动运行。

习题

7-1

异步电动机双馈调速的基本原理：异步电动机由电网供电并以电动状态运行时，它从电网输入（馈入）电功率，而在其轴上输出机械功率给负载，以拖动负载运行。 在双馈调速工作时，绕线型异步电动机定子侧与交流电网直接连接，转子侧与交流电源或外接电动势相连，从电路拓扑结构上看，可认为是在转子绕组回路中附加一个交流电动势，通过控制附加电动势的幅值，实现绕线型异步电动机的调速。 异步电动机双馈调速的五种工况： 1. 电动机在次同步转速下作电动运行 2. 电动机在反转时作倒拉制动运行

3. 电动机在超同步转速下作回馈制动运行 4. 电动机在超同步转速下作电动运行 5. 电动机在次同步转速下作回馈制动运行 7-2 1．起动

异步电动机在静止不动时，其转子电动势为Er0；控制逆变角β，使在起动开始的瞬间，Ud与Ui的差值能产生足够大的Id，以满足所需的电磁转矩，但又不超过允许的电流值，这样电动机就可在一定的动态转矩下加速起动。随着异步电动机转速的增高，其转子电动势减少，为了维持加速过程中动态转矩基本恒定，必须相应地增大β角以减小Ud值，维持(Ud?Ui)基本恒定。当电动机加速到所需转速时，不再调整β角，电动机即在此转速下稳定运行。 2．调速 当增大β角使β=β2>β1时，逆变电压减小，但电动机的转速不能立即改变，所以Id将增

大，电磁转矩增大，使电动机加速。随着电动机转速的增高，K1sEr0减少，Id回落，直到新的平衡状态，电动机在增高了的转速下稳定运行。 3．停车

对于处于低同步转速下运行的双馈调速系统，必须在异步电动机转子侧输入电功率时才能实现制动。在串级调速系统中与转子连接的是不可控整流装置，它只能从电动机转子侧输出电功率，而不可能向转子输入电功率。因此串级调速系统没有制动停车功能。只能靠减小β角减小Id，并依靠负载阻转矩的作用自由停车。

7-3

在不同的?角下异步电动机串级调速时的机械特性是近似平行的，其工作段类似于直流电动机变压调速的机械特性。由于转子回路阻抗的影响，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。受转子回路电阻增加的影响：当电机在最高转速的特性上（? = 90°）带额定负载，也难以达到其额定转速。受转子回路漏抗增加的影响：整流电路换相重叠角将加大，并产生强迫延迟导通现象，使串级调速时的最大电磁转矩比电动机在正常接线时的最大转矩有明显的降低。 7-4

串级调速系统的总效率是比较高的，且当电动机转速降低时,总效率的减少并不多。因为串级调速串的是电动势，有功率回馈回去。

而绕线转子异步电动机转子回路串电阻调速时的效率几乎随转速的降低而成比例地减少。因为串电阻调速的损耗都用来发热了。 7-5

对于宽调速的串级调速系统，随着转差率的增大，系统的功率因数还要下降，这是串级调速系统能否被推广应用的关键问题之一。

常用的方法是增加静止无功补偿装置－电力电容器，采用无功就地补偿来解决。 7-6

D?n1730??1.95 nmin375nmin?n1(1?smax) smax?1?n1?1?min?0.486 Dn1UT2?smaxEr0

cos?min一般取?min?30度

UT2?smaxEr0?1.15smaxEr0?1.15?0.486?244?136.3716V

cos30?IT2? 不会求

WT?3UT2IT2?3.45Er0I2Tsmax?3.45?244?I2T?0.486