第7章异步电动机转差功

第7章异步电动机转差功
率回馈型传动系统
7.1引言
如第4、5、6章所讨论的那样，在定子侧进行功率按制的异步电机传动J.泛应用于工业中。

尽管笼型和绕线转子电机都可以用于传动，但前者一直.更受欢迎，因为绕线转子异步电机重量更大，成本更高，而且有更大的转子惯量和更高的速度限制，电刷和集电环还带来了维护和可靠性的问题。

但我们注意到，转子回路中串有机械调节变阻器的绕线转子异步电机可能是交流电机调速的最简单也是最古老的一种方法，这种电功机的个特点是转差功率可以很简单地从集电上得到，并能够被电路控制来实现电机调速。

对于有限范围的调速应用来说，转差功率仅仅是电动机总功率的一小部分，变流器的成本节约就显得更为重要。

这个优点一定程度上抵消了绕线转子异步机的缺点。

转差功率回馈型传动已经用于下面诸多领域:
1) 大容量泵类和风机传动:
2) 变速风能系统:
3) 舰载变速/恒频(VSCF)系统;
4）引变速水泵/发电机:
5) 飞轮储能系统。

在这一章，我们将研究转差功率控制原理，特别是流行的静止Kramr和静止Scherbiu 传动。

必须要注意的是在不同的地方这些传动的命名可能会有不同。

7.2转子变限器调速的双馈电动机
绕线转子异步电动机调速的基本方法是改变电动机转子回路中的电阻，如图
下图7-1所示:
上图7-2给出由式(2-32)计算得到不同转子电阻T R 下的电机转矩-转差曲线、若外接电阻尺01=R ,即集电环短接，电动机的固有转矩-转差曲线给出在额定负载转矩下电机转速对应点A 。

随着电阻的增加，曲线变得更平缓，额定负载转矩下的速度更小，在电阻高(>4R )时度变成零。

最大转矩或极限转矩【见式(2-35)]保持恒定，但是起动转距随电阻的增大而增大「见式(2-33)]。

但是，电阻的机械调节有其固有的缺点。

另外，这种调速方法效率很低.因为大部分转差功率浪费在转子网路电阻上但这个方法也有一些优点:起动电流没有冲击。

可以以额定转矩起动.电网功率因数较高，电网电流没有谐波，可以实现大范围平滑调速。

这种方案注今天几乎不再使用了。

通过用一个二极管镇流桥和斩波器来代替机械调节的变阻器，如图下图7-3所示
我们可以实现转子回路等效电限的静止调节。

电机定
子人接和电网相连，但在转子回路中，转差
电压被二极管彼流器变成直流。

直流电压又经过中联电感d L 变成电流d I ，然后接到带一电阻R 的ICBT 井联斩波器，如图所不。

斩波器使用脉宽调制。

占空比T t on /=δ。

式中.on t 导
通时间;T 为周期。

当IGBT 关断时，电阻接入电路，直流电流d I 流过电阻;而如果ICBT 通电阻被短路，电流d I 琉过IGBT 。

我们由此叮以看出斩波器的占空比控制提供了一个A 、B 之间的等效电阻R R )1(0δ-=。

因此，电机的转距和转速就能够被斩波器的占空比所控制。

这个控制转子电阻的方法比起变附器控制是有绝对优势的，但是传动效率依然较差。

这种方案毛要用于在有限速度范围内的间歇调速，在这些场合，传动效率不是十分重要。

7.3静止Kramer 传动
为了不将转差功率浪费在转子问路电阻上，可以将其逆变成60Hz 交流，A 后送回电网。

通过交直交变流器在次同步范围内进行调速的转差功率控制被称为静止Kramer 传动，如图7-4所示。

它与用旋转电机进行转差功率回馈的基本Kramer 传动系统不同。

静止Kramer 传动一直在大容量泵类和风机传动中非常流行。

其调速范围略低于同步转速。

.它的传动效率很高，由于仅处理转差功率，变流器功率等级很低。

事实上，如果调速范围更加严格。

功率等级就会更低，它还有一个优点.就是传动系统有类似直流电机的特性，调速非常简单，后面会详细讨论。

这此优点很大程度上弥补了绕线转子异步电机的不足。

图 7-4 图 7-5
电动机气隙磁链是由定子建立起来的，如果忽略定子压降和电源电压波动，这个磁链维持恒定。

理想情况下，如果直流d I 没有谐波，并且忽略二极管整流器的换相重叠角，则电动机转子电流是与转子相电压同相的6脉波。

图7-5为电机的定子侧基波矢最图。

其中，vs 为相电压;，
d I 为相对定子的转子基波电流;g ψ为气隙磁链;m I 为励磁电流;ϕ为功率因数角。

若气隙磁链不变。

电机转矩和电流'rf I 成正比，而'rf I 又和直流环节电流d I 成正比，所以转矩和式成d I 正比。

对比上一节讨论的静止电阻控制，这种控制方法可以称为反电动势控制，它通过一个相控电网换相逆变器改变反电动势1v ，从而控制直流环节电流d I ，在稳态运行时，忽略电感Ld 仁的阻性压降，经过整流的转差电压d V 和逆变器直流电压1v 应该平衡。

电压d V 和转差率s 成正比，电流d I 和转矩成正比。

在转速一定时，减小逆变器的触延迟角可以减小电压1v ,使d I 增加从而增加相应的转矩。

简化的转速和转矩表达式可以如下推出。

忽略定子和转子上的压降.电压d V 由式(3-21)给出:
式中，s 是单位转差率;1V 是定子线电压；1n 是电机定子和转子的绕组匝数比。

逆变器直流电压1V 由式((3-57)给出:
式中，2n 是变压器电网侧和逆变器交流侧的绕组匝数比；α是逆变器触发延迟角.对于逆变器运行，触发延迟角范围为παπ<</2因为稳态时d V 和1V ，必须平衡，山式（7-1 )、式(7-2)推出:
因此，转速r ω的表达式如下：
式中，假设1/21=n n 。

式(7-4)指出理想情况下，通过控制逆变器触发延迟角可以使转速在零和同步转速r ω之间变化。

在零速时，触发延迟角πα=，电压d V 取最大值；在同步转速，/2πα=, Vd=0.实际应用中，最大转速比同步转速略小，以保证1V =0，并考虑直流环节电感上的电阻压降(d d d R I V =)时，仍有转矩输出。

再一次忽略损耗，写出功率平衡关系如下：
式中，g P 是气隙功率;m P 是机械输出功率;m ω是机械转速;P 是极数二将式
(7-2)、式(7-3)、式(7-5)代人式(2-23).得到
这个等式表明转矩和电流d I 成正比。

系统的特性与他励直流电机类似，因为气隙磁链几乎不变，转矩和d I 成正比。

当负载转矩L T 增大时，电动机转速下降，电流d I 增大，从而保证L e T T =。

另一方面，对于一个特定的触发延迟角。

电压1V 是固定的。

因此，为了平衡直流电感的压降，Vd 必须略为增大，使系统的转矩转速特性很像一台直流电机。

图7-6给出了不同触发延迟角下的转矩一转速曲线。

更精确的转矩一转速关系将随后给出。

静止Kramer 传动只能在I 象限调速。

这种电路没有回馈制动能力，电机不能反转，在次同步速范围内的回馈制动将随后讨沦。

要实现电机反转，我们可以在定子侧安装一个电路斯路器来改变电网电压的相序。

对大多数泵类和风机的应用来说，简单的I 象限控制是可以接受的。

7.3.1 矢量图
我们可以通过一个基波矢量图来说明这个电路的特性。

实际的电路中，转子电流的功率因数由于换流重叠角的存在不会精确为1，如图7-7所示。

事实上，重叠角μ使基波电流后了一个角度τϕ，如图所示。

转差率s 增大使d I 增大，进而导致这个基波电流也增大。

在零转差率附近，转子电压非常小，一个大电流d I 可能使重叠角μ超过/3π，引起上下两个二极管短路，即桥臂直通。

上图图7-8为额定转矩下系统的近似矢量图，所有的矢量都是电网或定子侧的。

定子中产生一个励磁电流m I ，落后于定子相电压2/πs V 。

总定了电流s I 落后于定子电压ϕ，如图所示。

在逆变器侧，尽管有功功率回馈到电网，但由于相控仍然需要从电网吸收滞后无功电流。

逆变器吸收的额外无功电流减小了系统总的功率因数。

假设逆变器持续导通并且电流D I 无纹波，逆变器输出功率因数满足ϕαcos cos =,即功率因数随直流电压1V 线性变化。

然，这里忽略了逆变器换相垂叠角的影响。

先不考虑变压器连接，11=n 。

从矢量图可以得
到转差率s=0.5时逆变器的线电流0T I 矢量IT 和'rf I 的幅值几乎相等，它们的电流波形也几乎一样。

有功分量αcos T I 和定子有功电流反相，而无功分量ϕsin T I 与定子励磁电流m I 叠加。

总的线电流IL 是I.S 和IT 的矢最和，它滞后一个角度L ϕL ϕ要比定子功率因数S ϕ大。

对于恒定的转矩.T I 的幅值维持恒定，但随着转差率在0和1之间变化，其相角从 90变化到160，如图所示。

在零速时(s=1)，电动机作为一个变压器运行，略损耗，则所有的有功功率都通过逆变器回到电网，电动机和逆变器只消耗无功功率。

逆变器20°时的裕度角）（β覆盖了换相角(μ)和关断角(γ)。

从矢量图看，显然在s=0时，系统功率因数滞后，并且很小。

如果转差率增加。

这种情况将更加恶劣。

所以，调速范围需要限制在同步速附近，才能得到一个较好的功率因数。

如果转矩减小.电流IT 也将成比例减少。

相应的矢量图作为练习留给读者。

假设，当s=0.5时转矩减少50%,角度ϕ仍如图示，电流T I 减少了50%，所以ϕsin T I 和ϕcos T I 也成比例减少。

如果限制调速范围更接近同步速，系统功率因数能够通过一个降压变压器来进一步改善。

通过调节变压器的一次二次绕组比n2,我们可以得到需要的最大转差率，触发延迟角πα=。

当然，应该始终保持一定的逆变器裕度角。

将这个条件代人式(7-3)，得：
例如，如果,1,5.01max ==n s 则理想情况下n2应为2。

在图7-8所示的矢量图中，这个情况应变压器电流'T I ，,这清楚表明线电流L I 功率因数的改善。

随着转速的升高，转差率从0.5变到0，适量逆时针旋转，如图所示，知道/2πϕ=。

式7-3指出，对于恒定的转差率，1/2/n n 与cos α成反比。

s =0.5时的恒定转差率曲线如图7-8所示。

降压变压器主要有两个功能:改善电网功率因数，并可以减小变流器的功率等级。

根据转矩需要，整流器和逆变器要能处理同一个电流d I 。

整流器应该根据由SV ,/n1，得到的转差电压进行设计，逆变器在没有变压器的情况下应根据电网电压V,进行设计。

对于较小的调速范围，整流器电压和功率等级可以相应减少，但是逆变器必须根据全功率设计。

变压器的安装减少了逆变器电压和功率等级，设计匝数比n2的标准和式(7-8)一样。

仍举前面那个例子(2,1,5.0s 21max ===n n )，整流器和逆变器的功率等级相同，都是全功率的50%.容易看出，变流器的功率等级随着max s 的减少而成比例减少。

这是转差功率回馈传动的一个重要优点。

上面的讨论假定电动机不通过该电路中的变流器起动。

不然，变流器的功率等级就不能减小。

带电阻开关的Kramer 传动的典型起动方法如图7-9所示。

电机起动时，开关1闭合，开关2和3打开。

随着转速升高.电阻尺，R2和R1依次短路，到达期望的max s 值后.开关l 被打开，控制器开始工作。

7.3.2交流等效电路
系统的性能可以通过电机的直流或交流等效电路来进行分析。

这里我们将试 着推导出一个近似的转子侧交流等效电路。

忽略器件损耗，转差功率一部分消耗 在直流环节电阻Rd 上，一部分通过变压器回馈到电网。

相应的功率分量可以用下式表示:
转子侧等效电路的每相功率用下式表示：
因此，电机的每相气隙功率，包括转子铜损，用下式表示：
式中.r I 为转子每相电流有效值;r R 为转子电阻;'
m P 为每相输出的机械功率。

转矩和相应的功率'm P 实质上仅仅由转子电流的基波分量d I 提供。

每相转子电
流铜损的表达式为：
上式，用d rf I I π6
=,因此，'m P 可以表示为：
式中，用d rf I I π6
=替换了（7-10）中的d I 。

和式中（7-12）得到的气息功率'g P 如下:
式中
式(7-16)中利用了关系式3/rf r I I π=将Ir 消去。

气隙功率有'
g P 两个分量:一个是基波转差功率而另一个是纹波损耗。

式(7-15)说明，吸收有功功率的转子回路可以用一个单相无源交流等效电路表示，其中A R 为回路等效电阻，由式(7-17)确定。

阻抗X R 代表消耗谐波功率的加电阻。

得到的等效电路如图7-10所示，其中A R 是g V 、rf I 和αcos 的函数。

注意，定子回路所有的参数以及电源电压都需要乘以s 来折算到转子等效电路.标志“”’表示经过匝数比n1折算到转子侧的参数，即
这样可以更方便的以逆变器反电动势的形式给出等效电路。

式(7-15)也可以写成这样的形式:
式中
图7-11为含有反电动势C V 的转子侧等效电路的一部分，可以看到，转矩的增加可以通过增大rf I 也就是减小C V 〔由s 和αcos 控制)来实现。

7.3.3转矩表达式
电机产生的平均转矩由总气隙功率的基彼分量除以同步转速e ω得到。

根据无源交琉等效电路，它可以表示为
式中，'gf P ，为基波每相气隙功率，A R 的表达式由式(7-17)给出。

上式可以根据电路参数解出如下
I用下式代入
式中，已将
rf
I和逆变器触发延迟角α的一个函数。

由图7-11的式(7-27)将转矩变成转差率s转子电流
rf
等效电路可以推导出一个更简单地s:和α角表示的近似转矩表达式。

根据式(7-23)，转矩用P可以表示为
基波气隙功率场'
gf
由于转差率较小时电抗和定子阻抗也较小，所以可以忽略，这样根据等效电路可以写出的近I表达式如下：
似
rf
将式（7-30)h和式（7-25）带入式（7-29），得
式中，RB = Rr/s，忽略电阻Rd式(7-31)将转矩近似作为转差率，s和α角的函数。

计算机程序可以通过这个等效电路解出更精确的转矩，其结果画在图7-12中。

图像的阴影部分表示正常运行区域，可以与图7-6的近似曲线相比较。

7.3.4 谐波
转差功率的整流使转子中产生谐波电流，这些谐波通过电机的变压器作用反映在定子上。

谐波电流也通过逆变器注人电网。

所以，电机损耗有所增加并产生了一定的波转矩。

假定转子电流是理想的6脉波，给出其傅里叶级数如下:
式中，荃波分量提供有用的转矩，但是低次谐波，例如5次和7次，产生了明显的有害影响。

转子中的每次谐波电流都会产生一个旋转磁场，磁场的旋转方向决定于潜波的阶次。

例如，频率为5Sl ω的5次谐波，旋转方向与转子的方向相反;而频率为7Sl ω的7次谐波，其旋转方向与转子相同。

各次谐波与气隙磁链的相互作用产生了转矩脉动。

例如，5次和7次谐波，与 g ψ的基波相互作用，增强了6次谐波频率的脉动转矩，这在第2章讨论过。

不过，谐波转矩相对于平均转矩只是很小的一部分，在实际的系统中可以忽略。

7.3.5 Kramer 传动的调速
图 7-13
图 7-14
一个Kramer 结构的调速系统如图7-13所示.图7-14给出了它的典型特性。

前面说过，这个系统有他励直流电机的特点，因此，其控制策略类似于一个相控整流直流传动系统。

其
I，这个电流由电流内环控制。

如果设定转气隙磁链基本恒定。

转矩正比于直流环节电流
d
ω逐步增加，如图7-14所示，转子将按照速度环设定的Id以恒转矩加速。

逆变器触发速*
r
延迟角α最初迅速减小来建立d I，然后随着电机转速的上升而渐渐减小。

随着实际转速不断接近设定转速，直流环节电流不断减小.来平衡稳态时某个特定的，角下的负载转矩。

当
I趋近于零，电机通过固有的负载转矩制动作用减速。

在减速过程转速逐步降低的时候，
d
中，α角不断增大使逆变电压VI和整流电压Vd相互平衡。

当转速误差趋近于零时，系I恢复到稳态值，负载转矩和电机转矩相平衡。

气隙磁链在整个过程中近似统达到稳态，
d
恒定，由定子电压和频率限定。

正如前面提到的，最大转速应该略小于同步速，保证电流Id能够由有限的Vd产生。

7.3.6功率因数的改善
前面讨论过，由于相控逆变器的原因，静止Kramer系统的电网功率因数很差。

功率因数可以通过图7-15所示的无换向器Kramer电路来改善。

这个电路类似于一个用直流电机进行转差功率回馈的基本Kramer系统，这个直流电机与异步电机同轴，并由经过二极管整流的转差功率驱动。

在这种情况下，直流电机吸收转差功率、并将其通过共用的机械轴送回异步电机上。

在图7-15中，直流电机被一个带负载换相逆变器的同步电机所代替，这样的同步电机可以看作是一台“无换相直流电机”无换向器直流电机将会在第9章详细讨论。

逆变器的触发信号山一个装在同步电机转轴上的绝对位置传感器产生，如图所示
无换向器Krmer系统的功率流程图如图7-16所示。

同静止Kramer系统中一样，从定子发出P分别转化为轴输人功率和转差功率。

不同的是，转差功率通过同步电机愉出的气隙功率
g
到共用轴上，与轴输人功率叠加，共同组成总机械功率。

同步电机的励磁由电网通过可控整流电路提供。

逆变器触发延迟角 根据逆变器的负载换相设定为一个最优值，这样系统的转速和转矩由励磁电流If控制。

在任何转速下，If的增大将使反电动势，也就是逆变器直流电压Vl升高，从而导致转矩降低。

随着电机转速从同步转速降低，Vd线性增大，If也增大(If=K(V,/wr)，这样电机磁场在一个较低的转速下会迅速达到饱和。

由于负载换相逆变器的固有特性，低速下反电动势过低，从而无法进行调速。

除了改善功率因数，系统还可以在短时电源故障时可靠运行，这在静止Kramer系统中是不能实现的。

这个系统同样只有I象限特性。

7.4静止Scherbius传动
前面解释过，Kramer传动只能运行于正转的电动机模式(I.象限运行).如图7-5中的矢量图所示。

为了实现发电机运行，转子电流波形应该反相，对应的矢量了、应该为
负，如下图7-17所示:
图7-18
这个特性要求转子中的转差功率也要反向流动。

如果机端的二极管整流器被晶闸管整流桥所代替。

如图7-I8所示.转差功率就能够实理双向流动。

由于在次同步速度下转差功率的反向流动，轴输入机械功率对应的那部分功率就能够从定子送回电网。

那么，在次次步速
和超同步速下，这样一个实现转差功率双向流动的传动系统都能以电动机和发电机模式运行。

这个电路通常被定义为静止Schetiius 传动系统。

当电网电压很小时，机端变流器在同步速下的电网换相变得很困难(换相重叠角过大)。

图7-18所示的双变流器系统能够用图7-19所示的一个电网换相的相控周波变流器代替。

周波变流器的使用意味着更高的成本和更复杂的控制，但是其优点也是显然的。

接近同步转速时的换相问题消失了，而且周波变流器很容易作为相控整流器运行，来提供转子中的直流电流，实现真正的同步机运行。

它还有一个优点是转子电流接近正弦波，从而减少了谐波损耗。

另外它允许电机过励运行，这样定子侧可以有超前的功率因数。

实际上，周波变流器的输人滞后功率因数可以由电机的超前功率因数抵消，从而使得线路功率因数为Io 周波变流器的控制应使其输出电压的频率和相位与转差频率电压的完全一致。

与Kramer 传动类似，Scherbius;传动系统的起动也需要电阻性起动器，这在图7-19里没有画出。

和Kramer 传动一样，Scherbius 。

传动系统也只能实现正向调速。

Scherbius 传动系统最近应用于兆瓦级的变速泵/发电机以及惯性储能系统。

，为r 喊小周波变流器的功率等级，电网侧变压器是很有必要的
7-19 图
7.4.1运行模式
Scherbius 传动系统有四种运行模式，如图7-20所示各各种运行情况均假设转轴转矩恒为额定值，电机和周波变流器的所有损耗均忽略不计。

模式1：次同步速电动机运行这个工作模式，如图7.20所示，与静止Kramer
系统是一样的。

定子愉入功率或气隙功率g P 为正，且保持恒定。

其中，正比于转差率(为正值)的转差功率S g P ，通过周波变流器返回电网，如图所示，因此，被转轴消耗的净机械输出功率,g )1(P S P n -=τ。

转子中的转差频率电流产生了一个和定子磁场方向相同的旋转磁场，转子转速r ω。

对应于这两个频率之间的差)(sl e ωω-在同步转速(S=0}时.周波变流器为转子提供直流励磁，电机作为一个标准的同步机运行。

模式2:次同步速发电机运行在回馈制动的情况下.如图7-20b 所示，转轴是由负载来传动的，负载的机械能转变为电能从定子输出。

在负的颇定转矩下，输入到转轴的机械功率
g )1(P S P n -=τ随着转速的升高而增大，
这个机械功率等于送回电网的功率。

在次同步速下，转差率s 为正.而气系功率Pg 为负，所以转差功率sPg 为负，并由周波变流器送到转子，保持气隙功率恒定。

转子电流仍然保持正相序。

在网步转速下，周波变流器为转子提供直流励
磁电流，而电机运行在同步发电机状态。

系统在模式3下也可以持续运行。

变速风力发电系统是这种模式的典型应用。

模式3:超同步速电动机运行在这种模式下，如图7-20c所示，转轴转速超过了同步转速，转差率变为负值，转差功率被转子吸收。

转差功率和气系功率象加得到总机械输出功率
P。

因此电网除了提供定子输人功率外还要提供转差功率。

在这种情况下，转差频(1+S）
g
率变为负相序，转差电流形成的旋转磁场与子磁场方向相反
图7-20静止Sahetrbius传动系统的运行模式
摸式1.次同步速电动锐运行c)摸式2:超同步速电动机运行周波变流器没有函
摸式3;次摘步瑰发电帆运行的摸式4.超同步速发电机运行
模式4：超同步速发电机运行在这种运行模式下，如图7-20d所示，定子
输出功串Pg。

保持恒定，额外的机械翰人功率作为转差功率输出。

周波变流器的
相序现在为负.所以转子磁场反方向旋转。

这种运行模式也可以用于模式3中提
到的变速风力发电系统。

图7-21
图7-22
图7-21以转差率函数的形式在次同步速和超同步速范围内总结了四种模式下的功率分配，图中还画出了同步速50%的调速范围。

Scherbius传动的控制有些复杂。

第8章将在矢量控制或磁场定向控制(见图8-45)的帮助下对它进行讨论。

前面讨论的转差功率双向流动的周波变流器可以被一个双边PWM电压源型变流器(见图7-22)代替。

为了达到较高的功率等级，IGUT可以用GPD晶闸管代替。

直流线路电压Vd与逆变器交流侧电压相比应该足够高，从而允许PWM运行在线性或欠调制区。

整流器和逆变器都能够控制输人的功率因数.因此电网侧看进去的等效功率因数可以保持为1。

整流器在交流侧变化的电压和变化的转差频率
下良好运行，包括同步速下理想的直流情况。

·
7.4.2用于VSCF 发电系统的改进Scherbius 传动
一个改进的Schethius 传动系统已经用于独立舰载VSCF 发电系统，它的电路
拓扑和图7-15有一些类似。

图7-23
其电路结构有一些有趣的特点.如图7-23所示。

异步发电机发出的功率输出到一个恒定60Hz 电压的独立母线上，该母线带有功和无功负载.、超同步速和次同步速范围内有功和无功功率的分配如图所示。

发电机定子的有功输出Pm 等于转轴上的机械功率和由周波变流器送到转子的转差功率之和。

定子无功输出l Q 折算到转子侧是s l Q 这个s l Q 加上电机励磁功率组成了周波变流器总的无功功率'L Q 。

在周波变流器输人端，'
L Q 进一步增加到Q"L Q"L 由装在电机轴上的同步励磁机提供；正如以前解释过的，转差频率和它的相序由变化的转速控制，使得合成的气隙磁链以同步速旋转。

在次同步速范围内，转差功率s m P 由励磁机供给转子，因此，剩下的翰出功率(1-S)m P 由转轴提供。

在超同步速范围内，转子输出功率向相反的方向流动，使同步励磁机作为发电机运行。

，因此，总的转轴机械功率增加到(1+s) m P 。

转子电压和频率随同步速线性变化.例如.如果转轴转速在800一1600r/min 的范围内变化，同步速为1200r/min ，（S=0.33),对于60 Hz 的电源频率，转差频率的对应范围是0-20H 。

改进的Scherbius.系统作为一个VSCF 发电机比起常规的Scherbius 系统有几个
优点。

一个主要的区别是转子需要的循环功率由单独的励磁机提供，而不再是由电机定子供给。

这样功率由两台电机共同提供，主电机的尺寸会小很多。

由于输入周波变流器的谐彼反映在励磁机上，VSCF 母线上的谐波要少得多。

转子励磁电路叮以设计到更高的电压等级，于是就不再需要愉人变压器了。

在电源断路或者暂时短路的情况下，这个系统比标准的Scherbius 系统有更好的可控性和可靠性。

同样，系统中的周波变流器可以用双边PWM 电压源型变流器代替，这会减少励磁机的额外无功和谐波负载。

7.5小结
这一章对不同种类的转差功率控制做了一个全面的介绍。

和标准的笼式异步电动机不同.这些传动系统需要一个绕线转子双馈异步电动机，这种电机更加昂贵并且有集电环和电刷的缺点。

一开始，我们讨论了基本的转子变阻器调速，然后对更重要的转差功率回馈型传动系。