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串级调速的原理串级调速是指通过改变多个旋转机械装置的连接方式和运动配合的方式，实现调整系统扭矩和转速的控制方法。
其原理是在电力系统中，控制机组发电机电压和频率的稳定运行。
串级调速的原理包括两个方面：机械传输和电力控制。
机械传输方面，串级调速采用多个旋转机械装置通过动力传动装置串联连接而成，如风机、水轮机等。
这些机械装置之间通过齿轮、皮带、链条等相互连接，并且在机械传输中存在着一个主从关系。
其中，主机是发电机，从机是调速装置。
当主机转速变化时，调速装置会自动跟随，通过机械传输将主从机之间的扭矩传递下去。
这样，通过改变主从机之间的相对运动配合方式，就可以实现扭矩和转速的控制。
电力控制方面，串级调速通过调节机组的电力输入和输出，控制机组的转矩和转速，使发电机输出的电压和频率保持稳定。
主要有如下几个方面的控制：1. 输电电压控制：通过调整电源供给电压的大小，控制机组输入的电压，从而影响机组的转矩大小。
一般采用自动电压调节器（AVR）来控制发电机的励磁系统，使输出的电压保持在额定值。
2. 输电频率控制：通过调节机组的转速，控制机组的输出频率。
一般采用机械调速装置（如调速器）或电子调速装置（如调频器）来调节主机的转速，使输出的频率保持在标称值。
3. 负载调节：通过控制负载的大小和稳定性，调整机组的输出功率，使机组的转速和电压保持稳定。
一般采用负载调整装置（如机械负载器、电子负载器）来调整负载的大小，使输出功率与负载需求相匹配。
4. 调速系统的反馈控制：通过采集机组的转速、电压等参数，进行反馈控制，对调速装置进行调整和修正，使机组的运行状态更加稳定和可靠。
一般采用调速控制单元（如PID控制器）来实现闭环控制。
串级调速的优点是能够实现机组的稳定运行，在负载波动和电网波动的情况下，保持发电机输出的电压和频率稳定。
同时，由于采用了多个旋转机械装置的串联连接，还能够实现机组的负载动态调整和转速相对独立的控制。
这样，既能够满足负载的需求，又能够保护机组设备的安全运行。
串级调速系统的调速原理
串级调速系统是一种常见的电机调速方法，通过在电机转速控制回路中增加一个或多个串级调速元件，实现对电机转速的调节。
其调速原理主要包括以下几个方面：
1. 速度传感器：串级调速系统通常需要一个速度传感器来实时监测电机的转速。
速度传感器可以是光电编码器、霍尔传感器等，将转速的信息转换为电信号输入到调速控制器中。
2. 调速控制器：调速控制器是串级调速系统的核心部件，负责接收速度传感器的信号，并根据设定的转速要求计算出电机控制信号，控制电机的转速。
常见的调速控制器有PID控制器、模糊控制器等，根据不同的系统要求选择不同的控制器。
3. 整流器和逆变器：串级调速系统通常采用可调电压可调频率的方式来调节电机的转速。
因此，调速控制器会控制整流器和逆变器来改变电机的供电电压和频率。
整流器将交流电转换为直流电，逆变器将直流电转换为可调的交流电供给电机。
4. 串级调速元件：串级调速系统针对不同的调速要求，可能会增加一些串级调速元件，用于改变电机的特性或增加调速范围。
常见的串级调速元件有降耗器、齿轮箱、变速器等，通过增加这些元件，可以实现更广泛的调速范围和更精确的
转速控制。
总体而言，串级调速系统通过引入调速控制器、整流器和逆变器，以及可能的串级调速元件，实现对电机转速的控制。
通过调节电机供电电压、频率和转速特性，使电机能够按照要求的转速运行，满足不同的工业应用需求。
调速电机的串级调速法
调速电机的调速⽅法有很多，下⾯将介绍其中的串级调速法是如何实现的，串级调速是指绕线式电动机转⼦回路中串⼊可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的⽬的。
⼤部分转差功率被串⼊的附加电势所吸收，再利⽤产⽣附加的装置，把吸收的转差功率返回电⽹或转换能量加以利⽤。
根据转差功率吸收利⽤⽅式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采⽤晶闸管串级调速，其特点为:
1.可将调速过程中的转差损耗回馈到电⽹或⽣产机械上，效率较⾼;
2.装置容量与调速范围成正⽐，投资省，适⽤于调速范围在额定转速70%-90%的⽣产机械上;
3.调速装置故障时可以切换⾄全速运⾏，避免停产;
4.晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较⼤;
5.本⽅法适合于风机、⽔泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使⽤。
SEC系列高频斩波串级调速系统技术介绍保定华仿电控有限公司二○○四年十月二十八日目录前言 _____________________________________________________ 错误!未定义书签。
第一章串级调速基本原理 ____________________________________ 错误!未定义书签。
1.1 异步电动机调速的基本方法______________________________ 错误!未定义书签。
1.2 串级调速的基本原理____________________________________ 错误!未定义书签。
1.3 传统串级调速__________________________________________ 错误!未定义书签。
1.4 现代串级调速__________________________________________ 错误!未定义书签。
1.5 现代串级调速技术的主要优点____________________________ 错误!未定义书签。
第二章SEC高频斩波串级调速系统构成_________________________ 错误!未定义书签。
第三章内反馈交流调速三相异步电动机 ________________________ 错误!未定义书签。
3.1 基本原理______________________________________________ 错误!未定义书签。
3.2 主要用途______________________________________________ 错误!未定义书签。
3.3 技术指标______________________________________________ 错误!未定义书签。
第四章SEC系列高频斩波串级调速装置 ________________________ 错误!未定义书签。
4.1 基本原理及构成________________________________________ 错误!未定义书签。
串级调速系统设计院系：班级：姓名：学号：一、串级调速原理绕线转子异步电动机用转子串接电阻、分段切换可进行调速，此法调速性能与节能性能都很差。
采用转子回路引入附加电动势，从而实现电动机调速的方法称为串级调速。
晶闸管串级调速是异步电动机节能控制广泛采用的一项技术，目前国内外许多著名电气公司均生产串级调速系列产品。
串级调速的工作原理是利用三相整流将电动机转子电动势变换为直流，经滤波通过有源逆变电路再变换为三相工频交流返送回电网。
串级调速主电路如图1-1所示，逆变电压Uβ为引入转子电路的反电动势，改变逆变角β即可以改变反电动势大小，达到改变转速的目的。
Ud是转子整流后的直流电压，其值为。
当电动机转速稳定，忽略直流回路电阻时，则整流电压Ud与逆变电压Uβ大小相等方向相反。
当逆变变压器T1二次线电压为U2l时，则上式说明，改变逆变角β的大小即可以改变电动机的转差率，实现调速。
通常电动机转速越低返回电网的能量越大，节能越显著，但调速范围过大将使装置的功率因数变差，逆变变压器和交流装置的容量增大，一次投资增高，过串级调速比宜定在2:1以下。
图1-1 串级调速主电路二、调速过程1、启动接通KM1、KM2，利用频敏变电阻器起动电动机。
当电动机起动后，断开KM2接通KM3，电动机转入串级调速。
2、调速电动机稳定运行在某转速此时Ud = Uβ，如β角增大则Uβ减少，使转子电流瞬时增大，致使电动机转矩增大转速提高、使转差率s减少，当Ud减少到Uβ相等时，电动机稳定运行在较高的转速上；反之减少β的值则电动机的转速下降。
3、停车先断开KM1，延时断开KM3，电动机停车。
三、参数计算1、电机选择本设计选取型号为YR225M2-4的三相异步电动机，调速范围为D= 2。
YR225M2-4的三相异步电动机主要技术数据如下：额定功率 PN = 30 kW 额定转速 nN = 1475 r/min定子电压 U1N = 380V 定子电流 I1N = 57.6 A转子电势 E2N = 360V 转子电流 I2N =51.4 A功率因素 cosΦ=0.87 效率η= 91%过载系数λm = 32、逆变变压器参数计算逆变变压器二次线电压：逆变变压器容量：因为 IT2N = I2N，所以：3、整流电路和逆变电路器件选择直流回路的额定电流：因为整流电路和逆变电路器件的电压和电流基本相同，所以：选取 IT = 100 A 的器件。
