第一章 调压调速.

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1、 1第一节第一节 调压调速的原理与方法调压调速的原理与方法第二节第二节 晶闸管三相交流调压电路晶闸管三相交流调压电路第三节第三节 调压调速系统的组成及特性分析调压调速系统的组成及特性分析第四节第四节 滑差电机调速系统滑差电机调速系统第五节第五节 异步电动机调压调速系统实例异步电动机调压调速系统实例 第一章第一章 异步电动机调压调速系统异步电动机调压调速系统 2第一节第一节 调压调速的原理与方法调压调速的原理与方法 一一. . 异步电动机调压调速原理异步电动机调压调速原理 二二. . 异步电动机调压调速方法异步电动机调压调速方法 3一一. . 异步电动机调压调速原理异步电动机调压调速原理 调压调

2、速即通过调节通入异步电动机的三相交流电压大调压调速即通过调节通入异步电动机的三相交流电压大小来调节转子转速的方法。小来调节转子转速的方法。 理论依据来自异步电动机的机械特性方程式：理论依据来自异步电动机的机械特性方程式： 因异步电动机的拖动转矩与供电电压的平方成正比，因因异步电动机的拖动转矩与供电电压的平方成正比，因此降低供电电压，拖动转矩就减小，电机就会降到较低的运此降低供电电压，拖动转矩就减小，电机就会降到较低的运行速度。行速度。 不同供电电压对应的机械特性曲线如图所示。图中垂直不同供电电压对应的机械特性曲线如图所示。图中垂直虚线为恒转矩负载线，可以看出调压调速对于恒转矩负载，虚线为恒转矩

3、负载线，可以看出调压调速对于恒转矩负载，调速范围很小（调速范围很小（A-B-CA-B-C），而对于风机类负载调速范围则较大），而对于风机类负载调速范围则较大（F-E-DF-E-D）。）。 4 5 二二. . 异步电动机调压调速方法异步电动机调压调速方法 调压调速的三种方法：调压调速的三种方法： 1.1.自耦调压器自耦调压器-对小容量电机对小容量电机, ,体积重量大。体积重量大。 2.2.饱和电抗器饱和电抗器-控制铁心电感的饱和程度改变串联阻抗，体积重量大。控制铁心电感的饱和程度改变串联阻抗，体积重量大。 3.3.晶闸管三相交流调压器晶闸管三相交流调压器-用电力电子装置调压调速，体积小，轻便。用

4、电力电子装置调压调速，体积小，轻便。 6 对电力电子电路中的对电力电子电路中的晶闸管器件晶闸管器件，有两种控制方式，有两种控制方式, ,现以晶闸管单现以晶闸管单相交流调压器电路为例来加以说明相交流调压器电路为例来加以说明: : * * 相位控制方式更适合于电动机负载。相位控制方式更适合于电动机负载。2.2.相位控制方式相位控制方式: :1.1.通断控制通断控制: : 7第二节第二节 晶闸管三相交流调压电路晶闸管三相交流调压电路 一一. . 三相交流调压电路的接线形式三相交流调压电路的接线形式 二二. . 三相交流调压电路的工作原理三相交流调压电路的工作原理 8一一. . 三相交流调压电路的接线

5、形式三相交流调压电路的接线形式晶闸管三相交流调压器有多种接线形式，这里列举五种：晶闸管三相交流调压器有多种接线形式，这里列举五种：1 1）三相全波星形联接的调压电路三相全波星形联接的调压电路2 2）带零线的）带零线的三相全波星形联接三相全波星形联接 调压电路调压电路 93 3）三相半控星形联接的调压电路三相半控星形联接的调压电路4 4）晶闸管与负载接成内三角形的晶闸管与负载接成内三角形的 调压电路调压电路5 5）晶闸管三角形联接的调压电路晶闸管三角形联接的调压电路 10二二. . 三相交流调压电路的工作原理三相交流调压电路的工作原理原理分析使用下图的三相全波星形连接调压电路：原理分析使用下图的

6、三相全波星形连接调压电路：* * 触发脉冲要求：双脉冲或宽脉冲，与电源电压同步。触发脉冲要求：双脉冲或宽脉冲，与电源电压同步。 11 思路：思路： 首先，只对首先，只对纯电阻负载纯电阻负载的的三相交流调压器三相交流调压器的作出详细的作出详细波形分析。波形分析。 对实际对实际电阻电阻- -电感电感负载，只作负载，只作单相交流调压器单相交流调压器的原理的原理分析，并总结出计算公式和计算曲线。分析，并总结出计算公式和计算曲线。 然后，将单相交流调压电路带然后，将单相交流调压电路带R-LR-L负载的计算公式，负载的计算公式，推广推广到三相交流电路。得到三相交流调压器的计算公式和到三相交流电路。得到三相

7、交流调压器的计算公式和计算曲线。计算曲线。 12（一）三相交流电路在纯电阻（一）三相交流电路在纯电阻 负载时的工作情况负载时的工作情况 1.1.交流输入交流输入触发脉冲触发脉冲晶闸管导通区间晶闸管导通区间交流输出交流输出 13交流输入交流输入触发脉冲触发脉冲晶闸管导通区间晶闸管导通区间交流输出交流输出 14交流输入交流输入触发脉冲触发脉冲晶闸管导通区间晶闸管导通区间交流输出交流输出 0 00 0、30300 0、60600 0 归纳：归纳： * *晶闸管在触发脉冲到来时导通晶闸管在触发脉冲到来时导通 * *在对应的电源半周过零时关断。在对应的电源半周过零时关断。 15 16 因为触发角为因为触

8、发角为9090度时，沿用前面的分析方法出现错误，所以触度时，沿用前面的分析方法出现错误，所以触发角为发角为9090时要获得时要获得正确导通区间正确导通区间需重新分析电路：需重新分析电路： 首先假设触发脉冲有足够的宽度，即首先假设触发脉冲有足够的宽度，即VT1VT1触发时触发时VT6VT6还有触发脉还有触发脉冲存在。这时可能构成冲存在。这时可能构成A-VT1-A-VT1-负载负载-VT6-B-VT6-B通电回路，但光有脉冲还通电回路，但光有脉冲还不够，还需要一个条件，就是晶闸管要承受正压。不够，还需要一个条件，就是晶闸管要承受正压。 电源电压波形图上可以看出：这时电压电源电压波形图上可以看出：这

9、时电压A A相电压高于相电压高于B B相电压，相电压，因此触发因此触发VT1VT1时，时，VT1VT1与与VT6VT6构成直流通路。该通路持续导通到正压构成直流通路。该通路持续导通到正压消失消失-即即A A、B B电压的交点。电压的交点。 同理，当触发同理，当触发VT2VT2时，因时，因VT1VT1有触发脉冲，所以有触发脉冲，所以VT2VT2与与VT1VT1一起导一起导通，构成通，构成ACAC相回路，直到相回路，直到A A、C C相电压的交点，正压消失为止。相电压的交点，正压消失为止。 90900 0、1201200 0 归纳：归纳： * *晶闸管在触发脉冲到来时，与前一个管子一起导通。晶闸管

10、在触发脉冲到来时，与前一个管子一起导通。 * *在两相间的正压消失时关断。在两相间的正压消失时关断。 17交流输入交流输入触发脉冲触发脉冲晶闸管导通区间晶闸管导通区间交流输出交流输出 18 结论：结论： 19（二）三相交流电路在（二）三相交流电路在R-LR-L 负载时的工作情况负载时的工作情况 1.1.单相交流调压器在单相交流调压器在R-LR-L 负载下的分析与计算负载下的分析与计算交流输入交流输入触发脉冲触发脉冲晶闸管导通区间晶闸管导通区间输出电流输出电流输出电压输出电压 20单相交流调压器在单相交流调压器在R-LR-L负载下的电流分量见右图：负载下的电流分量见右图：注意：为分析方便，该图取

11、注意：为分析方便，该图取触发时刻为横触发时刻为横坐标零点坐标零点，而不是电源电压过零点。，而不是电源电压过零点。 该坐标下，电源电压表达式：该坐标下，电源电压表达式： 触发触发VT1VT1导通时，引起电流的强导通时，引起电流的强制分量表达式：制分量表达式： 引起电流的自由分量表达式：引起电流的自由分量表达式： 21 总电流表达式：总电流表达式： 设设VT1VT1的导通角为的导通角为 ，则有约束条件：，则有约束条件： 将此约束条件代入电流表达式，得到由阻抗角和触发角计算将此约束条件代入电流表达式，得到由阻抗角和触发角计算 角的角的方程式：方程式： 该方程为超越方程，难于求解，结果已被作成曲线，实