第4章交流调压调速系统和串级调速系统

第4章交流调压调速系统和串级调速系统内容摘要：

合器的基本结构与工作原理 654321875 1 3 电 磁 转 差 离 合 器 原 理 图 电磁转差离合器的组成 它由电枢 、 机座 、 磁极 、 励磁绕组 、 导磁体组成。 1)直流励磁绕组：由控制装置输出的可调压直流电供电 ，产生固定磁场； 2)机座：它既是离合器的结构体 ， 又是磁路的一部分； 3)电枢：圆筒形实心钢体 ， 兼有导磁 、 导电作用 ， 直接套在异步电动机 5的轴上 ， 作为主动转子 ， 转速与异步电动机相同。 运行时 ， 在电枢中感应电动势并产生涡流； 4)磁极：它是齿轮形的。 作为从动转子固定在从动轴 6上而输出转矩 ， 在机械上与电枢 3无连接 ， 借助气隙分开； 5)异步电机为原动机 ， 与电磁转差离合器组成一个整体； 6)从动轴：输出机械转矩； 7)是磁导体：它既是结构体又是磁路的一部分。 电磁转差离合器的转动原理 1） 励磁绕组通以直流电产生主磁通 ， 磁路为：机座 →气隙 → 电枢 → 气隙 → 磁极 → 导磁体 → 机座； 2） 磁路中磁极有齿有槽 ， 在齿凸极部分磁力线较密 ，在槽间部分磁力线较稀 ， 气隙磁场为空间脉动磁场； 3） 原动机拖动电枢恒速定向旋转 ， 电枢切割脉动磁场 ，电枢中感生电动势并产生电流 （ 涡流 ） ； 4） 涡流为交变涡流 ， 它产生幅向脉动的电枢反应磁场 ，与主磁通合成并产生转矩； 5） 此电磁转矩驱动磁极跟着电枢同方向运动 ， 磁极就带着生产机械一同旋转。 电磁转差离合器的转速和转向 1）从动轴的转速 n取决于励磁电流的大小； 2）从动轴的转向则取决于原动机的转向。 电磁转差离合器本身并不是一个电动机，它只是一种传递功率的装置。 eTn01L1IL2IL3IL4IL4L3L2L1 IIII 图 5 1 4 电 磁 转 差 离 合 器 机 械 特 性41LeITKnn （二）电磁转差离合器的机械特性及调速系统 电磁转差离合器的机械特性 式中 n1—— 原动机转速； Te—— 电磁转差离合器轴上输出转矩； IL—— 电磁转差离合器的励磁电流； K—— 与电磁转差离合器结构有关的常数。 经验公式表达： 电磁转差离合器闭环调速系统 电磁转差离合器的机械特性很软，实际使用时都加上转速负反馈控制，从而可获得 10:1的调速范围。 闭环系统的组成与相应的静特性如下图所示。 T G~( a )n1U n2U n3eTn01n( b )图 5 1 5 具 有 转 速 负 反 馈 控 制 的 滑 差 电 机 调 速 系 统nU+ nU 晶 闸 管 励 磁负 载电 磁 转 差 离 合 器n1n第三节 绕线式异步电动机串级调速系统 一 、 串级调速原理 （一）串电阻调速的原理 绕线式异步机在转子回路中串接电阻的调速原理：   22022202 )( sXRRsEIf 。 已经降低，实现了调速达到新的平衡，但速度使 dLeedLeefTTTIsndtdnTTTIR 22 00)( 从串电阻调速的原理中可获得串级调速的启发。   22022202sXREsEI f。 已经降低，实现了调速 达到新的平衡，但速度 使               dL e e dL e e f T T T I s n dt dn T T T I E 2 2 0 0 ) ( （二）串级调速原理 在转子回路中串入与转子电势同频率的附加电势，通 过改变附加电势的幅值和相位实现调速。 当转子串入的附加电势 Ef相位与转子电势 sE20的相位相差 180176。 时，电机在额定转速以下调速，称为次同步调速。 当附加电势 Ef相位与转子感应电势 sE20的相位相同时，串 级调速可向高于同步转速的方向调速。 （三）串级调速系统的基本类型 工程上获取与转子感应电势 sE20反相位同频率且频率随 转子频率变化的交流变频电源 Ef比较困难，所以在次同步 串级调速系统中采用整流器将转子电势 sE20整流为直流电 势，再与转子回路中串入的直流附加电动势 Eβ进行比较。 而可调直流附加电动势 Eβ在工程上比较容易实现。 按产生直流附加电势方式的不同，次同步串级调速系统 可分为电气串级调速系统和机械串级调速系统。 系统中，直流附加电势 Eβ由逆变器 UI产生，改变逆变角就 改变了逆变电势，相当于改变了直流附加电动势 Eβ，可实 现串级调速。 在不考虑损耗的情况下，电机轴输出机械功 率为：。