串级调速原理 - 电工基础

　　参照图6-1的定子等值电路，可推导出转子等值电路如图6-19所示。图a)和图b)分别对应转子视为不动和转动的情况。根据电机学原理，当给交流电机加上交流电压后，产生旋转磁场，并在转子绕组中产生感应电势和感应电流。感应电流与旋转磁场相互作用产生转动力矩，根据电磁定律，有：

　(6.12)

式中: f –气隙中磁通量；–转矩常数；–转子漏感抗；

　　　–转子电路功率因数。

　　如设转子不动时产生的感应电势为（漏感抗为），当电动机以转差率S旋转起来以后，有，，转子电流为：

　(6.13)

　当转子串联电阻时，，可以忽略，由上式解出：

　(6.14)

　　由于近似与负载成正比，因此对于固定负载为常数。则转差率与转子电阻值成正比，调整转子电阻的大小，即调整了转差率，进而得到不同的转速。这就是串电阻调速的原理。

　　对于转子串电阻调速电路，如不串联电阻，而引入一频率和转子电势频率相同，而相位相反的外加电势(见图6-20)，则有下式存在：

　(6.15)

　　由于反相位电势的串入，引起转子电流的减小，而电动机产生的转矩为，的减小使电动机的转矩值亦相应减小，出现电动机转矩小于负载转矩的状态，稳定运行条件被破坏，使电动机转差率S增大。由式(6-15)可知，回升，M亦回升，一直到电动机转矩与负载转矩相等、达成新的平衡时减速过程结束。当系统平衡时，M=，而、f、基本为常数，因此对固定负载，、为常数。如忽略式(6-15)分母中的S，则有S-=常数。于是改变外加电势就可改变转差率S，使电动机转速发生变化，从而实现调速。这就是所谓低同步(或称次同步、欠同步)串级调速的基本原理。

　　如引入的与转子电势同相位、则可得到高于同步转速的调速，这就是所谓超同步串级调速的基本原理。