异步电机双馈调速的五种工况

Pm − sPm = (1 − s ) Pm
功率流程
s n
2n1
−1
S⋅P
P
Pm
(1 + S ) P
S ⋅P
0 n1
CU
Te
0
d） 超同步速电动状态
5. 电机在次同步转速下作回馈制动运行
•
工作条件： 很多工作机械为了提高其生产率，希望电力 拖动装置能缩短减速和停车的时间，因此必 须使运行在低于同步转速电动状态的电机切 换到制动状态下工作。 设电机原在低于同步转速下作电动运行， 其转子侧已加入一定的 + Eadd 。要使之进入 制动状态，可以在电机转子侧突加一个反相 的附加电动势。
运行工况： 电机处在发电状态工作，s > 1，电机功 率由负载通过电机轴输入，经过机电能 量变换分别从电机定子侧与转子侧馈送 至电网。此时式（7-4）可改写成
Pm + sPm = (1 − s) Pm
功率流程
s n
S⋅P
−1
2n1
P
Pm
(1 + S ) P
S⋅P
CU
0
n1
0
-Te
c） 超同步速回馈制动状态
7.1.2 异步电机双馈调速的五种工况
本节摘要
• 电机在次同步转速下作电动运行 • 电机在反转时作倒拉制动运行 • 电机在超同步转速下作回馈制动运行 • 电机在超同步转速下作电动运行 • 电机在次同步转速下作回馈制动运行
异步电机的功率关系 忽略机械损耗和杂散损耗时，异步电机在 任何工况下的功率关系都可写作
4. 电机在超同步转速下作电动运行 工作条件： 设电机原已在 0 < s < 1 作电动运行，转 子侧串入了同相的附加电动势+Eadd，轴 上拖动恒转矩的反抗性负载。 当接近额定转速时，如继续加大+Eadd 电机将加速到的新的稳态下工作，即电 机在超过其同步转速下稳定运行。
运行工况： 电机的轴上输出功率由定子侧与转子侧两 部分输入功率合成，电机处于定、转子双 输入状态，其输出功率超过额定功率，式 （7-4）改写成
Pm + (1 − s) Pm = sPm
功率流程
1 0 Te
S⋅P
P
Pm
( S − 1) P
S ⋅P
CU
2 -n1 s -n
b）反转倒拉制动状态
3. 电机在超同步转速下作回馈制动运行 工作条件： 进入这种运行状态的必要条件是有位能 性机械外力作用在电机轴上，并使电机 能在超过其同步转速n1的情况下运行。 此时，如果处于发电状态运行的电机转 子回路再串入一个与 sEr0 反相的附加电 动势 +Eadd ，电机将在比未串入 +Eadd 时 的转速更高的状态下作回馈制动运行。
1. 电机在次同步转速下作电动运行
工作条件： 转子侧每相加上与 Er0 同相的附加电动势 +Eadd（Eadd < Er0），并把转子三相回路连通。 运行工况： 电机作电动运行，转差率为 0 < s < 1，从 定子侧输入功率，轴上输出机械功率。
功率流程
s n
0 n1
~
P1 Pm
sPm
(1-s)Pm
1 0
sPm
CU
Te
a） 次同步速电动状态
2. 电机在反转时作倒拉制动运行 工作条件： 轴上带有位能性恒转矩负载（这是进 入倒拉制动运行的必要条件），此时逐 渐减少 + Eadd 值，并使之反相变负， 只要反相附加电动势 – Eadd 有一定数 值，则电机将反转。
运行工况： 电机进入倒拉制动运行状态，转差率 s > 1，此时由电网输入电机定子的功率和由 负载输入电机轴的功率两部分合成转差功 率，并从转子侧馈送给电网。式（7-4）可 改写作
S⋅P
n1
P
Pm
(1 − S ) P
S ⋅P
CU
1
0 0
-Te
e） 次同步速回馈制动状态
五种工况小结
五种工况都是异步电 机转子加入附加电动势 时的运行状态。 在工况a,b,c中，转子 侧都输出功率，可把转 子的交流电功率先变换 成直流，然后再变换成 与电网具有相同电压与 频率的交流电功率。
图7-2 异步电机在转子附加电动势时的工况及其功率流程
运行工况 在低于同步转速下作电动运行，Eadd 由 “+”变为“-”，并使 |- Eadd| 大于制动初 瞬的sEr0 ，电机定子侧输出功率给电网， 电机成为发电机处于制动状态工作，并产 生制动转矩以加快减速停车过程。电机的 功率关系为
Pm = (1 − s) Pm + s Pm
功率流程
0
s n
a）转子输出功率的工况
~
M 3~ CU1 sEr0 CU2
TI
图7-4 异步电机转子侧连接的功率变换单元
b）转子输入功率的工况
~
M 3~ CU1 sEr0 CU2
TI
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图7-4 异步电机转子侧连接的功率变换单元
Pm = sPห้องสมุดไป่ตู้ + (1 − s ) Pm
式中
（7-4）
Pm —从电机定子传入转子（或由转子传 出给定子）的电磁功率， sPm —输入或输出转子电路的功率，即转 差功率， (1-s)Pm —电机轴上输出或输入的功率。
由于转子侧串入附加电动势极性和大小的 不同， s 和 Pm 都可正可负，因而可以有以 下五种不同的工作情况。