无刷同步电机.pdfVIP

清华大学学报自然科学版990703 页码，1/6 清华大学学报自然科学版 JOURNAL OF TSINGHUA UNIVERSITY SCIENCE AND TECHNOLOGY 1999年 第39卷 第7期?Vol.39 No.7 1999 无刷励磁同步电动机起动的研究 王祥珩,　盛　超,　王亦婷 　　文　摘　为了研究采用新型投励装置时同步电动机的起动性能，应用多回 路理论建立了同步电机在相坐标下的数学模型。并编制相应的计算程序。通过数 字的仿真，研究了电机参数尤其是阻尼参数对同步电动机起动性能的影响。其结 论可用来改善同步电动机的起动性能，为无刷励磁同步电动机及其投励装置的设 计提供依据。 　　关键词　无刷励磁； 同步电动机； 多回路理论； 起动 　　分类号　TM 341 100084, China 　　Abstract　 by using multi- exciting unit. 　　Key words　brushless exciting；synchronous motors; multi-loop theory； starting 　　传统的同步电动机励磁电流是由炭刷、滑环引入转子励磁绕组的。随着电力 电子技术的发展和电力电子器件可靠性的提高，无刷励磁技术在同步电动机上的 应用越来越广泛，无刷励磁同步电动机有着良好的发展前景。 ［1］ 1　无刷励磁同步电动机的新型投励装置 　　起动是同步电动机的特殊问题。同步电动机一般采用异步起动，起动过程中 其转子阻尼笼中感应电流，产生起动转矩。到达亚同步速(一般为同步速的95%左 右)后，给转子励磁绕组加上直流励磁(称为投励)，电机即牵入同步运行。 　　同步电动机在起动过程中其励磁绕组通常串联一定数值的电阻(一般是5至10 倍励磁绕组电阻)短接，以限制励磁绕组的感应过电压和单轴转矩。投励后，励 磁绕组串联的起动电阻即被切除。投励装置的作用就是在起动过程中将励磁绕组 通过电阻短接，在投励后将电阻切除。 　　无刷励磁同步电动机的投励装置是随电机转子一起旋转的，有自己的特殊要 求。 　　本文对我国原有的投励装置进行了简化和改进，提出了同步电动机无刷励磁 2001-2-20 清华大学学报自然科学版990703 页码，2/6 时的一种新型投励装置，如图1所示。 　　　　　　图1　新型投励装置电路图 　　下面简单说明图1电路中各部分的作用。 　　图1中晶闸管SCR1，SCR2和D7在起动过程(投励前)分别完成励磁绕组正反向 的续流，使之通过电阻R和R短接，从而限制过电压。SCR4使得投励前整流桥和 1 2 励磁绕组无法接通。 SCR1和SCR2的开通电压应该这样整定：保证电机同步运行 时励磁电压不会使这两个管子导通，而起动时励磁绕组感应电压较高时导通，从 而限制起动时励磁绕组过电压。熄灭线的作用是使晶闸管SCR1和SCR2在投励后及 时关断。 　　晶闸管SCR3的引入使得顺极性投励得以简便地实现。当投励瞬间励磁绕组中 感应电流的方向是从G到G时(这时G点的电位高于G点)，SCR3的门极和阴极间 2 1 1 2 承受反压，因而处于关断状态，外加励磁电压不会加在励磁绕组上。而当投励瞬 间励磁绕组中感应电流的方向是从G到G时(这时G点的电位高于G点)，SCR3处 1 2 2 1 于导通状态，外加励磁电压加在励磁绕组上，从而完成顺极性投励。 　　根据不同的情况和需要，图1的电路可进行简单的变通和修改。主要有以下 几种情况