的正常进行，不应在串级调速运行中发生逆变颠覆。

毕业设计应完成的工作设计出绕线式异步电动机的晶闸管串级调速装置的主电路原理图，启动方法设计采用双闭环控制系统主电路整流元件参数的计算选择进行主电路中有关保护电路和保护环节的设计，对保护元件进行参数的计算选择完成逆变变压器的设计计算完成晶闸管的触发电路的设计计算。

第章串级调速原理分析及启动方法设计串级调速原理串级凋速是十分经典的电机调速方法，它的根本点不是去控制电机的供电电源频率和电压，转而控制转子电流，从而改变电机的转差率进行调速。

串级调速具有以控制低电压进而控制高压电机，以控制小功率进而控制大功率电机且系统结构简单，节电率高的特点，对于大多数泵风机类需要低同步转速调速由额定转速下调的应用特别适合。

特别对高压大容量电机更有技术实现容易和经济性好的优势。

绕线式异步电动机的结构特点是转子的三相绕组通过滑环可以引出来。

当外接不同的电阻时，电动机有不同的转速，这就是绕线式异步电动机的串电阻调速。

这种调速方法简单方便，但在电阻上消耗大量的能量，效率低经济性差是这种调速方法的主要缺点。

如果在转子的绕组回路串入附加电势，当串入的附加电势时，电动机工作在固有机械特性上，若这时拖动恒转矩负载，电动机在接近额定转速下稳定运行，转子相电流式中时转子开路相电动势转子额定电压时转子绕组每相漏抗。

当转子的相位与转子感应电动势的相位相反时，由于反相的接入，立即引起转子电流的减小，此时转子相电流为由于保证气息磁通不变，则电动机的电磁转矩随着转子电流而减小，使电动机电磁转矩小于负载转矩，失去稳定转速条件，迫使电动机转速降低，转差率上升，而转子电流此时又回升，直到电动机转速降低至值，转子电流又回升到使电动机转矩回复与负载转矩相等时减速过程结束。

当相位与转子感应电动势的相位相同时，情况正好相反。

显然改变附加电势的大小，转子电流会发生变化，如果电动机带恒转据负载，则电动机的转速也会变化，因而串附加电势同样能调速。

如果在调速系统学术年会论文集北京机械工业出版社，巩保峰三相四线制双串级调速系统的触发脉冲控制，中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十届年会论文集继电器杂志社，电力电子新器件及其应用技术北京国防工业出版社，斩波式内反馈调速及其功率控制原理见孙流芳第九届全国电气自动化电控系统学术年会论文集北京机械工业出版社，第章绪论本课题的意义近几年来，迅速发展的科学技术为交流调速技术的发展创造了极为有利的技术条件和物质基础，随着电力电子技术计算机技术的发展和电力电子器件的更新换代，交流调速技术获得了飞速发展。

现代交流电动机的调速系统不但性能同直流电动机的性能样，而且成本和维护费用比直流电动机系统更低，可靠性更高，交流调速系统已从直流调速的补充手段发展到与直流调速系统相竞争相媲美相抗衡，并逐渐取代的地位。

特别应该指出的是，交流调速拖动系统在能源方面的作用。

在世界能源紧张能源费用高涨的今天，交流调速技术作为节约能源的个重要手段，引起了人们的高度重视。

究其原因方面，交流拖动负荷在各国的总用电量中都占有很大的比重工业发达国家，大都占半以上，对这类负荷实现节能，可以获得十分可观的节电效益另方面，交流拖动本身又存在着很大的可以挖掘的节电能力。

因此，研究性能更优越节能效果更好的调速系统，有着重要的现实意义。

串级调速是异步电动机调速方法之，它可以将异步电动机的功率回馈给电网或是转化为机械能送回到电动机轴上加以利用，因此效率高。

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，它能实现无级平滑调速，低速时机械特性也比较硬。

特别是晶闸管次同步串级调速系统，技术难度小，性能比较完善，因而获得了广泛的应用。

晶闸管串级调速技术除可用于新设备设计外，还可用于对旧设备进行技术改造，这样不仅能改善调速性能，又可以节约能源。

总之，交流调速技术具有优良的调速性能，可带来节约能源减少维修费用节省占地面积等优点，尤其在大容量或工作于恶劣环境时更为直流电机拖动所不及。

所以交流调速技术的应用有着广阔的前景。

本课题研究的是使用晶闸管实现节能调速的过程。

国内外发展状况交直流电机性能对比交流电动机刚刚出现后，虽然结构简单可靠造价低廉，但调速性能调速范围稳定性或静差度平滑性等却无法与直流调速系统相媲加明显，虽然大功率风机泵类负载采用调速传动可节约大量电能，平均左右。

但由于国内适合风机泵类负载的高压变频器还没有成熟产品，国外高压变频器价格十分昂贵，推广应用受到很大限制。

特别是大功率的负载，由于缺少简单可靠经济的中压电动机调速装置，使得节能调速基本没有推广开来。

因此，研究性能更优越节能效果更好的调速系统，有着重要的现实意义。

对于风机和泵类负载的调速，合理的方案应是绕线电机次同步串级调速。

电机定子绕组直接接中压电网无网侧接变压器，转子绕组接低压，较容易与电力电子器件的性能相匹配。

在串级调速时，转子电路的功率为转差功率。

风机和泵类负载所需的调速范围小，般为左右，这样电力电子装置的功率仅为电机功率的或。

但普通的串级调速系统包括绕线电机不可控整流器有源逆变器和逆变变压器等，逆变变压器接电网，造成转差功率在绕线电机不可控整流器有源逆变器逆变变压器和电网中的无谓循环。

而且有源逆变器通常采用滞后相控触发，电机转速的改变是通过改变逆变角来实现的。

因此，在深调速时系统功率因数低谐波电流大，这是普通串级调速最主要的缺点。

再有系统装备复杂，进而成本高。

这些都在不同程度上限制了这类负载节能调速的推广和应用。

晶闸管次同步串级调速具有以控制低电压进而控制高压电机，以控制小功率进而控制大功率电机且系统结构简单，节电率高的特点，对于大多数泵风机类需要次同步转速调速由额定转速下调的应用特别适合。

特别对高压大容量电机更有技术实现容易和经济性好的优势。

当然，原使用鼠笼电机的场合，在使用串级调速时需要更换为绕线式电机。

绕线式电机有滑环碳刷的维护工作，但相比变频器的空调防尘及装置等的维护量要小的多。

如加上更换电机的费用，整个串级调速系统的费用还要低于变频器本身的价格如也更换为变频电机，则变频系统价格更高。

般在有定调速深度的场合，投资回收期在年。

串级调速的维修费用比变频调速也要低的多，维修容易。

加之节电率比变频高出个百分点，串级调速综合技术经济比较，要比变频有明显的优势。

本文主要完成的工作设计要求根据给定参数，设计个满足下列技术要求的绕线式异步电动机的晶闸管串级调速装置绕线式异步电动机，额定功率，定子额定电压，接法，定子额定电流，转子额定电流，电源三相，定子频率，转子开路电压，额定转速，电动机定额连续，美，所以在调速领域中，直流传动直占据着统治地位。

但是，由于直流电动机存在着换向这理论和技术方面的实际困难，使得直流电动机的最高电压只能达到多伏，而交流电动机则很容易做成或更高另外直流电动机的制造和维护也比交流电动机复杂，特别是随着科学技术的发展，直流电动机的单机容量电压等级转速和体积往往不能满足实际需要，而交流同步电动机和异步电动机的单机容量都可以远远高于直流电动机在转速方面直流电动机的最高转速只能达到转分左右，而交流电动机转速则可高达每分钟数万转或更高，这些都是直流传动的薄弱环节。

国外研究现状为了克服上述缺点，很多国家直在致力于发展交流传动技木。

起初，由于交流调速的发展受其物质基础静止式变流器件以及相应的电子逆变技术的限制，交流调速装置未能得到推广应用，有的甚至未能走出实验室。

本世纪六十年代以后，随着电力电子学与电子技术的发展，交流调速发展出现了个飞跃尤其是七十年代以来，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应用，为交流调速的发展进步创造了有利条件。

诸如交流电动机的串级调速各类型的变频调速无换向电动机调速，特别是矢量控制技术的应用，使得交流调速逐步具备了宽调速范围高稳速精度快动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能。

原来的交直流拖动分工格局被逐渐打破，在各工业部门用可调速交流拖动取代直流拖动的形式己指日可待。

目前，国外先进的工业国家生产直流传动的装置基本呈下降趋势，而交流变频调速装置的生产大幅度上升。

国内发展状况在我国诸多领域，风机和泵类负载是应用最广泛耗电量最大的类生产机械，例如冶金石化电力给排水及矿山等国家重要支柱产业。

据统计，风机和泵类负载的耗电量占到全国工业用电量的以上，而风机泵用电量的消耗在调节阀门及电网压降上，缺点是运行效率低，这就造成了巨大的电能浪费，与经济运行标准还相距甚远，所以这类负载的节能潜力很大。

在能源曰趋紧张的今天，如果能够对风机泵类负载的节能技术改造有个突破性的研究进展，则每年将形成相当可观的经济效益。

在风机和泵类负载的节能措施中调速运行是最有效的。

在高压大容量系统中，变频调速成本很高体积大，存在诸多问题在节电率相同的情况下，电动机的功率越大其节能效益也就愈大。

因此，高压大功率电动机驱动的风机泵采用调速传动，其节能效果将更耐压值。

选取电容器为油浸电容器只。

电阻按下式计算式中，为变压器的短路比，对于的变压器，般为。

变压器二次侧阻容吸收装置参数计算阻容保护采用接法，计算方法同上，则电容值为电容的耐压值选取电容器为只电阻按下式计算压敏电阻保护如图所示，变压器二次侧接压敏电阻保护，采用接法，参数计算如下压敏电阻的额定电压为式中，为压敏电阻两端正常工作电压有效值。

选取型压敏电阻只，其额定电压为，通流量直流侧过电压保护。

直流侧过电压保护可以用阻容或压敏电阻保护，但采用阻容保护容易影响系统的快速性，并造成加大。

因此般只用压敏电阻做过电压保护图所示。

压敏电阻的额定电压为