双闭环控制的异步电动机串级调速系统的设计
GD288.29电动机积分时间常数： TJ???0.047m?A （4.25）
375CM375?5.04KNTJ?nKfi670?0.047?67?0.039?10?3Kn???8.23 （4.26）
Kfn0.01Rn?KnR0?82.3K? （4.27）
Cn??n?0.82?F （4.28）
Rn?4TonR?4?10?10?3Con?4?F o10?103 2 7
4.29） （ 西南石油大学本科毕业设计（论文）
5本系统起动方式的设计
5.1串级调速系统起动方式的确定
串级调速启动方式有三种。
3~M3~3~M3~3~M3~KM1RKM2
(a) (b) (c)
图5.1 串级调速的各种启动方式
（a）串调装置的直接启动；（b）并联加起动设备的切换起动方式；
（c）串联起动电阻器起动方式
(1)利用串调装置直接启动方式
如上图a示，它不用任何附加起动设备，而是由串级调速装置控制直接起动电动机。这种调速方式适用于串级调速系统的调速范围很大．几乎要求能从零开始调速或者生产机械对起(制)动的加(减)速度有一定要求的场合。
对于调速范围较小的系统，若选用直接起动方式，是不经济的。另外，对于一个按实际调速范围设计的调速范围较小的串级调速系统，若采用直接起动，则在主回路中会造成较大的冲击电流，且往往超过允许限度。因此，对于调速范围较小且对起(制)动加(减)速度无特殊要求的串级调速系统，宜采用以下两种起动方式。
(2)并联加起动设备的切换起动方式
如上图b示，电动机先用接触器KM1接入附加起动电阻器(或频敏变阻器)起动加速(此时KM2是断开的)，当加速到串级调速系统设计的调速范围最低速
nmin时，接通KM2，这时逆变控制角?应为最小值?min，即对应于最高逆变电
压U?max。然后断开KM1，逐渐增大?，电动机继续加速，直到所需要的转速．
这种起动方式虽然增加了一套附加起动设备，但转于回路主要设备的耐压和容量只需按调运范围的要求来选择，从设备的总投资上来看是经济合理的。这种
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双闭环控制的异步电动机串级调速系统的设计
方式还有一优点，即一旦串级调连装置发生意外故障，异步电动机可以脱离串调状态，而用附加起动设备正常起动到高速运行。 (3)串联起动电阻器起动方式
如图(c)所示，在起动过程中把限流的起动电阻逐渐短接，这种接线方式虽然逆变变压器的二次侧电压只得按调速范围的大小来选择．但是转子囚路主要设备元件选用的耐压等级仍需按从零开始调速的条件来设计，为克服这一缺点可采用图5.2的接线方式。起动时先将KM3接通，当电动机加速到串调装置设计的调速范围员低速时，断开KM3，串调装置自动投入运行。
3~M3~R KM1
图5.2 串联启动方式由5.1图（c）得到改良图
5.2本系统起动方式的选择
大部分采用串级调速的设备是不需要从零速到额定转速作全范围调速的，特别对于调速范围不大的系统，串级调速装置的容量可以选择比电动机小得多。为了使串级调速装置不受过电压损坏，需采用间接启动方式，即将电动机转子先接入电阻或频敏变阻器启动，待转速升高到串级调速系统的设计最低转速时，再把串级调速装置投入运行。图5.2是串级调速间接启动控制原理图。
启动操作顺序为：先合上装置电源总开关S，使逆变器在βmin下等待工作。然后依次接通接触器K1，接入启动电阻R，再接通K0，把电动机定子回路与电网接通，电动机便以转子串电阻方式启动，待启动到所设计的最小转速是接通K2，使电动机接到串级调速装置，然后断开K1，切断启动电阻，此后电动机就可以串级调速的方式继续加速到所需的转速运行。不允许在未达到设计最低转速
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西南石油大学本科毕业设计（论文）
以前吧电动机转子回路接到串级调速装置，否则转子电压会超过整流器件的电压定额而损坏器件，所以转速检测和启动时间必须计算准确。停车时，由于没有制动作用，应先接通K1然后断开K2，使电动机转子回路与串级调速庄子脱离，再断开K0，以防止当K0断开是在转子侧感生断闸高压而损坏整流器与逆变器。
图5.3串级调速系统间接启动控制原理图 如果生产机械许可，也可以不用检测最低转速自动控制，而让电动机在串电阻方式下启动到最高速，切换到串级调速后，再按工艺要求调节到所需的转速运行。
根据以上分析，设计出整体系统电路图。（见附图） 30
