电机内馈调速原理及控制方式

电机内馈调速原理及控制方式

发表时间：2018-07-02T11:31:40.683Z 来源：《电力设备》2018年第7期作者：时雪丽董小嘉张景佐冯璐[导读] 摘要：本文是针对全球能源匮乏，节能技术被广泛关注，急需新型高效交流调速方法而撰写的。

（中车永济电机有限公司山西永济 044502）

摘要：本文是针对全球能源匮乏，节能技术被广泛关注，急需新型高效交流调速方法而撰写的。本文重点介绍电机内馈调速原理，并对其控制方法进行了介绍，引进了电压型PWM整流电路和软开关技术。

关键词：电机内馈调速；PWM整流电路；软开关

1、内馈调速系统与原理

电机内馈调速是我国首创的一种新型交流调速方法，其系统如图1所示。

图1 内馈调速系统图

(1)内馈绕组

该系统突出特征是将附加电源内置于异步机内部，在定子上与原绕组同槽嵌放一个内馈绕组。此内馈绕组与原绕组只存在电磁感应，

没有电传导联系。附加电势由内馈绕组受感应产生，在典型的低同步调速时，电转差功率由转子引出，经控制装置传输给内馈绕组。此

时，内馈绕组工作在发电状态，通过电磁感应抵消定子原边输入的多余电功率。电机调速时定子功率为

转子功率

由于内馈绕组发电功率和电转差功率近似相等，则

定子主要供给机械功率，不含电转差功率，从根本上克服了电转差功率无谓循环的缺点；另外，这种内馈调速方式使电转差功率封闭在电机系统之中，从根本上解决了外置附加电源的缺点。

(2)性能与特点

①避免的无谓循环问题

电机内馈调速定子不吸收无谓功率，当内馈绕组工作在发电状态时，就抵消定子电转差功率，其吸收功率为，若忽略损耗,与机械功率相等。

②回避定子高电压问题

电机内馈调速采用转子控制，有效利用异步机变压器机理，避开高压问题，实现高压电机低压控制，既降低成本，又提高可靠性。

③分布短距、电磁隔离有效抑制定子谐波电流

电机绕组分布和短距，对谐波抑制非常有效。另外，利用漏抗对谐波的高阻，可减小谐波电流。内馈调速控制装置分别与转子和内馈绕组联接，与定子没有电的直接联系，转子及内馈绕组与定子均存在较大漏抗，因此对谐波产生较大抑制作用。

④调速范围与精度

内馈调速下限转速取决于。当越接近时，下限转速越低，特别是时，调速范围为无穷大，电机自起动便进入调速状态。调速精度主要取决于速度闭环调节性能优劣，对于调速精度较高场合，内馈调速采取速度闭环控制，以达到实际应用的需求。

2、内馈调试的斩波控制原理

图2所示的斩波控制电路是在逆变器NB两端并联斩波开关。斩波器对功率的控制是通过改变电流平均值来实现的。斩波器通常以恒频调宽方式工作，在电流连续条件下，斩波电流和反馈电流互补。

图2 斩波式逆变器原理及等效电路

斩波电流产生机械功率，逆变电流产生电转差功率。设斩波开关导通时间，周期T，则斩波电流平均值为

令

则

逆变直流电流值为：

如果从逆变器输出角度观察，转速与PWM整流，减少谐波污染，提高功率因数。具体控制电路如图

系统结构图。

图4 直接电流控制系统结构图