中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院本科毕业设计（论文）
（1）一般整流变压器输入输出的频率是一样的，而异步电动机转子绕组感应电动势的幅值与频率都是变化的，随电机转速的改变而变化；
（2）异步电动机折算到转子侧的漏抗值也与转子频率或转差率有关；
（3）由于异步电动机折算到转子侧的漏抗值较大，所以出现的换相重叠现象比一般整流电路严重，从而在负载较大时会引起整流器件的强迫延迟换相现象。 1．转子整流电路：（如图2.7） 2. 电路分析： 假设条件
（1）整流器件具有理想的整流特性，管压降及漏电流均可忽略；
（2）转子直流回路中平波电抗器的电感为无穷大，直流电流波形平直；
（3）忽略电动机励磁阻抗的影响。 换相重叠现象：
设电动机在某一转差率下稳定运行，转子
三相的感应电动势为Era、Erb、Erc。当各整流器件依次导通时，必有器件间的换相过程，这时处于换相中的两相电动势同时起作用，产生换相重叠压降，如图2.8所示。
根据《电力电子技术》中介绍的理论，换相重叠角为:
(2.17)
其中；
XD0:s=1时折算到转子侧的电动机定子和转子每相漏抗。 由式2.7可知，换相重叠角随着整流电流Id的增大而增加。
10
中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院本科毕业设计（论文）
当Id较小，γ在00 600之间时，整流电路中各整流器件都在对应相电压波形的自然换相点处换流，整流波形正常。
当电流Id增大到γ角大于600时，器件在自然换相点处未能结束换流，从而迫使本该在自然换相点换流的器件推迟换流，出现了强迫延迟换相现象，所延迟的角度称作强迫延时换相角αp。
由此可见，串级调速时的异步电动机转子整流电路有两种正常工作状态。 转子整流电路的工作状态
第一种工作状态的特征是；
(2.18)
此时，转子整流电路处于正常的不可控整流工作状态，可称之为第一工作区。 第二种工作状态的特征是:
（2.19）
这时，由于强迫延迟换相的作用，使得整流电路好似处于可控的整流工作状态，αp角相当于整流器件的控制角，这一状态称作第二工作区。
当αp=300时，整流电路中会出现4个器件同时导通，形成共阳极组和共阴极组器件双换流的重叠现象，此后αp保持为300，而γ角继续增大，整流电路处于第三种工作状态，这是一种非正常的故障状态。
11
中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院本科毕业设计（论文）
三、串级调速系统主回路主要参数计算与选择
（一）异步电动机容量的选择
考虑到异步电动机输出的最大转矩的降低，功率因数的降低和转子损耗增大等因素，不论对于新设计的或是改造的都应对异步电动机的容量进行重新选择的计算，串级调速异步电动机的容量P计算如下：
(3.1)
Ki:串级调速系数，一般取1.2左右。对于在长期低速运行的串级调 速系统，
应该取大一点。
PD: 按照常规运算方式计算的电动机容量。
该电机定额为连续定额S1，基本防护等级为IP23，基本冷却方法为ICO1，基本结构和安装方式为IBM3
（二）转子整流器的参数计算与元件选择
1 最大转差率:
(3.2)
式中：
n1: 电动机的同步转速，近似等于电动机的额定转速。
12
中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院本科毕业设计（论文）
nmin: 串级调速系统的最低工作转速
转差率：
s =(1500-1425)/1500 = 0.05 （3.4）
最大转差率：
smax=(1484-690)/1484 = 0.535 (3.5)
调速范围：
(3.6)
2 转子整流器的最大输出电压:
式中：
E20：转子开路相电势
KUV:整流电压计算系数，见表1：
(3.7)
(3.3)
(3.8)
3 最大直流整流电流：
式中：
LM: 电动机的电流过载倍数，近似等于转矩过载倍数2， I2N:转子线电流额定值， KIV:整流电压计算系数，见表3.2
Idr: 转子整流器输出直流电流额定值 Idr=I2N/KVI ,
13
(3.9)
中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院本科毕业设计（论文）
考虑到转子电流畸变等因素的影响而引如的系则:
(3.10)
4 整流二极管的选择： （1）整流二极管电压的选择：
设每个桥臂上串联的整流二极管数目为N=3，则每个二极管的反向重复峰值 UKRM为：
式中：
KUT:电压计算系数，见表3.2， E2n:转子开路相电势，
KAV: 均压系数，一般取0.9,对于元件不需要串联时取1。
由上式可见，整流二极管所承受的最高电压与最低电压与系统的调速范围D有关，调速范围越高，元件承受的电压越高，则：
（3.12）
（2）整流二极管电流的选择
在大容量串级调速系统中，需要将几个整流二极管并联使用。设并联支路数为 Np= 3则每个整流二极管的电流计算如下:
式中：
KIT:电流计算系数，见表3.2， Idmax:转子整流器最大直流整流电流，
KAC: 均流系数。其值可取0.8~0.9。对于元件不并联的情况下取1 5 逆变器的参数计算与元件选择 （1）逆变变压器的参数计算
对于不同的异步电动机转子额定电压和不同的调速范围、要求有不同的逆变变压器二次侧电压与3其匹配,同时也希逐转子电路与交流电网之间实行电隔离，因此一般串级调速系统中均需配置逆变变压器。 逆变压器二次侧线电压：
根据最低转速时转子最大整流电压与逆变器最大电压相等的原则确定：
(3.14) (3.13) (3.11)
14