1、1 引 言 绕线异步电动机在转子回路中串接一个与转子电动势 2 s E同频率的附加电动 add E 通过改变 add E值大小和相位可实现调速。这样，电动机在低速运行时，转子中的转差 率只有小部分被转子绕组本身电阻所消耗，而其余大部分被附加电动势 add E所吸收， 利用产生 E 的装置可以把这部分转差功率回馈到电网， 使电动机在低速运行时仍具有 较高的效率。 这种在绕线转子异步电动机转子回路串接附加电动势的调速方法称为串 级调速。 串级调速是通过绕线式异步电动机的转子回路引入附加电势而产生的。 它属于变 转差率来实现串级调速的。与转子串电阻的方式不同，串级调速可以将异步电动机的 功率加以应用
2、（回馈电网或是转化为机械能送回到电动机轴上） ，因此效率高。串级 调速能实现无级平滑调速，低速时机械特性也比较硬，它完全克服了转子串电阻调速 的缺点，具有高效率、无级平滑调速、较硬的低速机械特性等优点，是一种经济、高 效的调速方法。 2 第一章 绪 论 1.1 串级调速技术发展概况 随着电力电子技术的发展， 近代均采用在转子回路内串联晶闸管功率变换器完成 回馈任务， 这样就构成了由绕线式异步电动机与晶闸管变流器共同组成的晶闸管串级 调速系统。其中低同步的晶闸管串级调速系统，不仅具有良好的调速性能以及能把转 差能量回馈电网，而且还结构简单，可靠性高，技术上已经成熟。性能更优越的超同 步晶闸管串级
3、调速也正在发展当中。 晶闸管功率变换装置是交流电动机串级调速系统中的核心部分， 它目前存在以下 几个问题：装置结构较为复杂，设备初期投资较高，在一定程度上限制了交流调速的 推广；存在谐波，对电网造成一定程度的污染；功率因数还不够高，特别是在低转速 时功率因数会更低。 尽管如此，今年来串级调速技术在国内外仍然突飞猛进的发展，大量新器件的出 现和新技术的发展，使得串级调速性能指标大大提高，有些问题已得到根本的突破。 不久的将来，串级调速装置定会进入生产个领域，发挥巨大的经济效益。 1.2 本课题主要内容及预期目标 此次设计主要内容是让我们应用已掌握的知识，完成晶闸管串级调速系统的设 计、参数定额计
4、算、以及系统的建模与仿真，在此基础上，实现理论与实践的结合。 这次设计，让我更深刻的理解串级调速的原理知识，而且还能锻炼个人动手能力和设 计能力，加强本环节知识的掌握，对个人以后更好工作学习打下基础。预计设计能完 成调速系统的设计以及各个环节参数的计算，在此基础上进行建模仿真，得到比较理 想的系统工作特性曲线。 3 第二章 串级调速原理与主电路设计 2.1 串级调速原理: 异步电动机运行时其转子相电动势为： 0rr EsE （2-1） 式中 s-异步电机的转差率； 0r E-绕线转子异步电机在转子不动时的相电动势，或称转子开路电动势，也 就是转子额定相电压值。 式（1-1）表明，绕线转子异步电机工作时，其转子电动势 Er 值与转差率 s 成正比。 此外，转子频率 2 f也与 s 成正比， 21 fsf。在转子短路情况下，转子相电流 Ir的表 达式为： 0 22 0 () r r rr sE I RsX （2-2） 式中 r R-转子绕组每相电阻； 0r X-
