高頻斬波式串級調速系統(tǒng)分析
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若附加反向電動勢Ef 增大，轉子電流I減小，電磁轉矩TM 減小，若負載轉矩T不變，由式(4)可見使轉速減小，轉速減小又使負載轉矩Tc減小2(對于風機、泵類等大容量平方轉矩負載c)，重新獲得轉矩的平衡，穩(wěn)定于新的轉速運行，最終達到改變轉速的目的。
串級調速關鍵問題是如何獲得附加電動勢，如圖1中的串級調速控制裝置，將轉子電壓通過三相全波整流橋整流為直流電壓Ud ，而三相全橋有源逆變器的工作狀態(tài)始終固定在最小逆變角βmin ，提供恒定的直流反電勢。由于逆變器始終固定工作在最小逆變角βmin ，大大提高了逆變器的功率因數(shù)，并且不隨轉速的調節(jié)而變化，從而改善了傳統(tǒng)的串級調速系統(tǒng)功率因數(shù)低的缺陷。中間直流回路加入高頻IGBT 斬波器，通過改變斬波器的占空比(τ/T) ，來獲得轉子回路的等效附加直流電動勢Ub 。
由此可見，斬波式串級調速運行規(guī)律為：當占空比越大，即斬波器的導通時間越長，轉速越高;反之，則轉速越低。并且可以達到足夠寬的調速范圍和足夠精確的轉速控制性能，系統(tǒng)功率因數(shù)也獲得很大改進。
3 仿真模型的建立
對斬波式串級調速控制系統(tǒng)進行仿真研究，采用MATLAB 軟件Simulink 環(huán)境下的SimPowerSystem 工具箱建立仿真模型。
3.1 基于封裝技術建立仿真模型
建立斬波式串級調速控制系統(tǒng)的仿真模型，包含電氣系統(tǒng)和控制回路，模塊數(shù)量多，模型復雜，不利于工程分析。利用子系統(tǒng)封裝技術，將功能相關的模塊組合為子系統(tǒng)。
按交流調速系統(tǒng)的三個組成部分建立三個子系統(tǒng)：繞線式異步電動機(Motor)、啟動單元(Start)、串級調速控制裝置(Speed Control),如圖2 所示。整個仿真模型按照電氣原理結構圖建立，結構清晰，功能明確，便于進行工程設計。
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