| 双馈电机交流励磁电源的种类与应用 |
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| 作者：信息工程 文章来源：网上搜集 点击数： 更新时间：2005-8-18 10:39:54 |
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摘 要：本文讨论了“双馈”与“单馈”电机的区别，按电力电子学中电能转换器的种类介绍了转子附加电源（交流励磁电源）的选择原则，并对各类励磁电源的性能及优缺点作了比较。
关键词：单馈电机 双馈电机 超同步 双向变频电源
1 单馈电机与双馈电机
众所周知，一般线绕型异步电动机转子串电阻调速（图1a）或按可控硅低同步串级调速（图1b）其转子调速（n）均低于定子同步转速(n1),转差功率（PS）都是从转子绕组输出，前者消耗在外接电阻上，后者回输到电网上。
通常，人们将这种定子由固定电源（一般为工频电网电源）供电，转子消耗或回收转差功率的交流异步电动机称为“单馈”电机。忽略电机损耗，设电机定子电磁功率为P1，电源相序为A-B-C ； 电机转子绕组同步转速为n2,(转子三相电流相序为a-b-c)；转子输出机械功为PM,则单馈电机的功率与转速关系为：
P1=PM+PS ………………………………………①
n=n1-n2 ………………………………………②
欲使电机转速超越同步转速，根据电磁感应关系和电机稳定运行条件可知，电机转子绕组应由另一套输出电压为Ef的独立附加电源Sf（又称交流励磁电源）供电，并向转子绕组输入转差功率PS，且励磁相序应改为a-b-c（图1c）。这种定、转子绕组分别由各自交流电源供电的交流电机称为“双馈”电机。工作于超同步电动状态的“双馈”电机其功率及转速关系为：
P1+PS=PM ………………………………………③
n=n1+n2 ………………………………………④
“双馈”与“单馈”电机本质区别是：“单馈”电机转子绕组三相电流是感生的，输出转差功率PS（相当于“发电”），三相电流相序不能改变，只能实现低同步以下（n<n1）调速；“双馈”电机的转子绕组三相电流由转子感应电势E2与Ef共同产生，Sf电源可强制性向电机输入PS，且三相电流的相序可加以控制。
在调速传动中，线饶型电动机的应用并不少见，但作“双馈”应用并不多，这是因采用“双馈”虽可获得比“单馈”更好的调速性能和技术、经济指标，但需要增加一套独立的双向变频电源Sf，且控制系统复杂。随着电力电子技术的发展，数控技术和微机控制技术的渗透，双馈调速也日益成熟，并得到推广应用。
2 “双馈”电机的运转状态
设“双馈”电机定子回路供电电压为U1，电流为I1；转子回路电流为I2,励磁电源Sf的输出电压为Ef；气隙磁通为Φm ，转子感应电势为E2 ，忽略电机各部分损耗，则：
定子侧电磁功率：P1=3U1I1cosφ 1 …………⑤ (φ1为I1与U1相位差，即电机定子侧功率因数)
转子侧转差功率：PS=3E2I2 cosφ2 …………⑥（φ2 为I2与E2 相位差，即转子侧功率因数）
励磁电源容量：Pf≈PS=3EfI2 cosδ…………⑦ (δ为I2 与Ef 相位差，即励磁电源Sf 的功率因数)
转矩： M=KMI2Φm sinθ…………⑧（KM —转矩比例系数，θ—I2 与Φm 相位差）
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