高频斩波式串级调速系统分析
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若附加反向电动势Ef 增大，转子电流I减小，电磁转矩TM 减小，若负载转矩T不变，由式(4)可见使转速减小，转速减小又使负载转矩Tc减小2(对于风机、泵类等大容量平方转矩负载c)，重新获得转矩的平衡，稳定于新的转速运行，最终达到改变转速的目的。
串级调速关键问题是如何获得附加电动势，如图1中的串级调速控制装置，将转子电压通过三相全波整流桥整流为直流电压Ud ，而三相全桥有源逆变器的工作状态始终固定在最小逆变角βmin ，提供恒定的直流反电势。由于逆变器始终固定工作在最小逆变角βmin ，大大提高了逆变器的功率因数，并且不随转速的调节而变化，从而改善了传统的串级调速系统功率因数低的缺陷。中间直流回路加入高频IGBT 斩波器，通过改变斩波器的占空比(τ/T) ，来获得转子回路的等效附加直流电动势Ub 。
由此可见，斩波式串级调速运行规律为：当占空比越大，即斩波器的导通时间越长，转速越高;反之，则转速越低。并且可以达到足够宽的调速范围和足够精确的转速控制性能，系统功率因数也获得很大改进。
3 仿真模型的建立
对斩波式串级调速控制系统进行仿真研究，采用MATLAB 软件Simulink 环境下的SimPowerSystem 工具箱建立仿真模型。
3.1 基于封装技术建立仿真模型
建立斩波式串级调速控制系统的仿真模型，包含电气系统和控制回路，模块数量多，模型复杂，不利于工程分析。利用子系统封装技术，将功能相关的模块组合为子系统。
按交流调速系统的三个组成部分建立三个子系统：绕线式异步电动机(Motor)、启动单元(Start)、串级调速控制装置(Speed Control),如图2 所示。整个仿真模型按照电气原理结构图建立，结构清晰，功能明确，便于进行工程设计。
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