主要内容 中东理子大军 8.1绕线转子异步电机转子变频控制原理 8.2绕线转子异步电机转子变频控制的四种基本工况 8.3绕线转子异步电机转子变频串级调速系统 8.4绕线转子异步电机转子变频双馈控制系统 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 8.1 绕线转子异步电机转子变频控制原理 8.2 绕线转子异步电机转子变频控制的四种基本工况 8.3 绕线转子异步电机转子变频串级调速系统 8.4 绕线转子异步电机转子变频双馈控制系统 主要内容
课程引入 中东程子大军 口转差功率的利用：如何处理转差功率在很大程度上影响着调速系统的效率。要 提高调速系统的效率，除了尽量减小转差功率外，还可以考虑如何去利用它。 口绕线转子异步电动机转子：可以串电阻调速 口原理：根据电机理论，改变转子电路的串接 电阻，可以改变电机的转速。 mec 口转子串电阻调速的原理如图所示，调速过程 中，转差功率完全消耗在转子电阻上。 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 课程引入 转差功率的利用：如何处理转差功率在很大程度上影响着调速系统的效率。要 提高调速系统的效率，除了尽量减小转差功率外，还可以考虑如何去利用它。 绕线转子异步电动机转子：可以串电阻调速 原理：根据电机理论，改变转子电路的串接 电阻，可以改变电机的转速。 转子串电阻调速的原理如图所示，调速过程 中，转差功率完全消耗在转子电阻上
课程引入 中东理子大军 ▣绕线转子异步电动机转子：可以串交流附加电动势调速 口在转子绕组回路中引入一个可控的交流附 乃定子功率 加电动势Ead来代替外接电阻，附加电 动势的幅值和频率与交流电压UR相同， M 3 相位与转子电动势E相反，则它对转子 Er=sEr 电流的作用与外接电阻是相同的，附加电 P转差功率 动势将会吸收原先消耗在外接电阻上的转 绕线型异步电动机转子附加电动势的原理图 差功率。串级调速系统 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 课程引入 绕线转子异步电动机转子：可以串交流附加电动势调速 在转子绕组回路中引入一个可控的交流附 加电动势 Eadd 来代替外接电阻，附加电 动势的幅值和频率与交流电压 UR 相同， 相位与转子电动势 Er 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。 串级调速系统
课程引入 山求理子大军 口绕线转子异步电动机转子：外接双PWM交直交变频器一双馈系统 ■定子侧与交流电网连接 转子侧外接双PWM交直交变频器 电网 双馈调速系统。对于绕线型异步电动机，定、转子电路 可以同时与外电路相连，转差功率可以从转子输出，也 可以向转子馈入，故称作双馈调速系统。 ,“双馈”调速实质：在双馈调速工作时，绕线型异 功卡变换单元 步电动机定子侧与交流电网直接连接，转子侧与交流电 CU:功率变换单元（双向变频器） 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。 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 课程引入 定子侧与交流电网连接 转子侧外接双PWM交直交变频器 双馈调速系统。对于绕线型异步电动机，定、转子电路 可以同时与外电路相连，转差功率可以从转子输出，也 可以向转子馈入，故称作双馈调速系统。 “双馈”调速实质：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。 绕线转子异步电动机转子：外接双PWM交直交变频器—双馈系统
8.1.1 异步电机转子附加电动势的作用 山东理子大军 口转子电路的频率是转差频率。当转子侧与电力电子装置连接时，改变转子侧 外接的电动势，可以控制转差频率，同时控制转子侧输出或输入的电功率， 只增加不多的转子电路损耗。 口异步电机运行时其转子相电动势为 M E,=SEro Er=sEro (8-1) 式中：S一异步电动机的转差率； E。一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。 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 8.1.1 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 式中： s — 异步电动机的转差率； Er0 — 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。 r r0 E = sE (8-1) 转子电路的频率是转差频率。当转子侧与电力电子装置连接时，改变转子侧 外接的电动势，可以控制转差频率，同时控制转子侧输出或输入的电功率， 只增加不多的转子电路损耗
8.1.1异步电机转子附加电动势的作用 山求理子大军 口转子相电流的表达式为： I= sEro R2+(sXro) (8-2) 式中：R一转子绕组每相电阻； X0一5=1时的转子绕组每相漏抗。 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 转子相电流的表达式为： 式中： Rr — 转子绕组每相电阻； Xr0— s = 1时的转子绕组每相漏抗。 2 r0 2 r r0 r R (sX ) sE I + = (8-2) 8.1.1 异步电机转子附加电动势的作用
8.1.1 异步电机转子附加电动势的作用 山东理子大 ■转子附加电动势 引入可控的交 流附加电动势 附加电动势与转子电动势 M 有相同的频率，可同相或 3 反相串接。 E=sEro E I.→ 图8-1绕线转子异步电动机转子附加电动势的原理图 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 转子附加电动势 图8-1 绕线转子异步电动机转子附加电动势的原理图 M 3 ~ r r0 E = sE Eadd ~ ~ ~ ~ Ir → 附加电动势与转子电动势 有相同的频率，可同相或 反相串接。 引入可控的交 流附加电动势 8.1.1 异步电机转子附加电动势的作用
8.1.1异步电机转子附加电动势的作用 少求理子大军 ▣有附加电动势时的转子相电流： 如图8-1所示，绕线转子异步电动机在外接附加电动势时，转子回 路的相电流表达式： I,= sEo±Eadd (8-3) VR2+(sXro)2 M 3 E=SEro ⊙ Eadd 1→ ⊙ 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 有附加电动势时的转子相电流： 如图8-1所示，绕线转子异步电动机在外接附加电动势时，转子回 路的相电流表达式： 2 r0 2 r r0 add r R (sX ) sE E I + ± = (8-3) 8.1.1 异步电机转子附加电动势的作用 M 3 ~ r r0 E = sE Eadd ~ ~ ~ ~ Ir →
8.1.1异步电机转子附加电动势的作用 中东理子大 ■转子附加电动势的作用 I,= sEo±Eada 1.E,与Eada同相 √R2+(sXo)2 。当Eada个， S,Eo+Ea↑个-→I,个→T↑→n个→s↓ 使得： S Ero+Eadd=S2Ero+Eandd M 3 这里： S1>S2 转速上升： E=SEro Eadd 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 转子附加电动势的作用 1. Er与 Eadd 同相 当 Eadd ↑ ， 使得： 这里： s1Er0 + Eadd ↑→ Ir ↑→Te ↑→ n ↑→ s ↓ ' 1 r0 add 2Er0 Eadd s E + E = s + 1 2 s > s 转速上升； 8.1.1 异步电机转子附加电动势的作用 M 3 ~ r r0 E = sE Eadd ~ ~ ~ ~ Ir → 2 r0 2 r r0 add r R (sX ) sE E I + ± =
8.1.1异步电机转子附加电动势的作用 少求理子大军 sEo±Eadd /R2+(sXo)月 ●当Eda↓， sEo+Ea↓→I,↓→T↓→n↓→s个 使得： S1Ero+Eadd=2Ero+Eadd M 这里： S1<S2 转速下隆： 3 E:=SEro I→ 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 当 Eadd ↓ ， 使得： 这里： s1Er0 + Eadd ↓→ Ir ↓→Te ↓→ n ↓→ s ↑ ' 1 r0 add 2Er0 Eadd s E + E = s + 1 2 s < s 转速下降； 8.1.1 异步电机转子附加电动势的作用 M 3 ~ r r0 E = sE Eadd ~ ~ ~ ~ Ir → 2 r0 2 r r0 add r R (sX ) sE E I + ± =