武汉理工大学：《电力拖动自动控制系统》第8章 同步电动机变压变频调速系统

电力拖动自动控制系统 第8章 同步电动机变压变频调速系统

第 8 章 同步电动机变压变频调速系统 电力拖动自动控制系统

内容提要 同步电动机变压变频调速的特点及 其基本类型 他控变频同步电动机调速系统 自控变频回步电动机调速系统

内容提要 ◼ 同步电动机变压变频调速的特点及 其基本类型 ◼ 他控变频同步电动机调速系统 ◼ 自控变频同步电动机调速系统

81同步电动机变压变频调速的特点 及其基本类型 本节提要 ■概述 ■同步调速系统的类型 ■同步调速系统的特点

8.1 同步电动机变压变频调速的特点 及其基本类型 本节提要 ◼ 概述 ◼ 同步调速系统的类型 ◼ 同步调速系统的特点

1.概述 同步电动机历来是以转速与电源频率保 持严格同步著称的。只要电源频率保持恒 定,同步电动机的转速就绝对不变。 采用电力电子装置实现电压-频率协调控 制,改变了同步电动机历来只能恒速运彳 不能调速的面貌。起动费事、重载时振荡 或失步等问题也已不再是同步电动机广泛 应用的障碍

1. 概述 同步电动机历来是以转速与电源频率保 持严格同步著称的。只要电源频率保持恒 定，同步电动机的转速就绝对不变。 采用电力电子装置实现电压-频率协调控 制，改变了同步电动机历来只能恒速运行 不能调速的面貌。起动费事、重载时振荡 或失步等问题也已不再是同步电动机广泛 应用的障碍

同步电机的特点与问题 ●优点: (1)转速与电压频率严格同步 (2)功率因数高到1.0,甚至超前: ●存在的问题: (1)起动困难; (2)重载时有振荡,甚至存在失步危险;

◼同步电机的特点与问题 ⚫ 优点： （1）转速与电压频率严格同步； （2）功率因数高到1.0，甚至超前； ⚫ 存在的问题： （1）起动困难； （2）重载时有振荡，甚至存在失步危险；

■解决思路 问题的根源: 供电电源频率固定不变。 解决办法: 采用电压-频率协调控制,可解决由固 定频率电源供电而产生的问题

◼ 解决思路 ⚫ 问题的根源： 供电电源频率固定不变。 ⚫ 解决办法： 采用电压-频率协调控制，可解决由固 定频率电源供电而产生的问题

例如 口对于起动问题: 通过变频电源频率的平滑调节,使电 机转速逐渐上升,实现软起动 口对于振荡和失步问题: 由于采用频率闭环控制,同步转速可 以跟着频率改变,于是就不会振荡和失 步

例如  对于起动问题： 通过变频电源频率的平滑调节，使电 机转速逐渐上升，实现软起动。  对于振荡和失步问题 ： 由于采用频率闭环控制，同步转速可 以跟着频率改变，于是就不会振荡和失 步了

2.同步调速系统的类型 (1)他控变频调速系统 用独立的变压变频装置给同步电动机供 电的系统。 (2)自控变频调速系统 用电动机本身轴上所带转子位置检测器 或电动机反电动势波形提供的转子位置信 号来控制变压变频装置换相时刻的系统

2. 同步调速系统的类型 （1）他控变频调速系统 用独立的变压变频装置给同步电动机供 电的系统。 （2）自控变频调速系统 用电动机本身轴上所带转子位置检测器 或电动机反电动势波形提供的转子位置信 号来控制变压变频装置换相时刻的系统

3同步调速系统的特点 (1)交流电机旋转磁场的同步转速o1与定子 电源频率f有确定的关系 2f1 (8-1) 异步电动机的稳态转速总是低于同步转速 的,二者之差叫做转差;同步电动机的 稳态转速等于同步转速,转差O、=0

3. 同步调速系统的特点 （1）交流电机旋转磁场的同步转速1与定子 电源频率 f1 有确定的关系 异步电动机的稳态转速总是低于同步转速 的，二者之差叫做转差s ；同步电动机的 稳态转速等于同步转速，转差s = 0。 p 1 1 2 n f  = （8-1）

同步调速系统的特点(续) (2)异步电动机的磁场仅靠定子供电产生, 而同步电动机除定子磁动势外,转子侧还有 独立的直流励磁,或者用永久磁钢励磁。 (3)同步电动机和异步电动机的定子都有同 样的交流绕组,一般都是三相的,而转子绕 组则不同,同步电动机转子除直流励磁绕组 (或永久磁钢)外,还可能有自身短路的阻 尼绕组

同步调速系统的特点（续） （2）异步电动机的磁场仅靠定子供电产生， 而同步电动机除定子磁动势外，转子侧还有 独立的直流励磁，或者用永久磁钢励磁。 （3） 同步电动机和异步电动机的定子都有同 样的交流绕组，一般都是三相的，而转子绕 组则不同，同步电动机转子除直流励磁绕组 （或永久磁钢）外，还可能有自身短路的阻 尼绕组