教学内容
7.1异步电机串级调速工作原理
7.1.1异步电机转子附加电动势的作用7.2异步电机在次同步电动状态下的双馈系统——串级调速系统
7.2.1串级调速系统的工作原理－电气串级调速系统7.3 异步电动机串级调速时的机械特性
教学目的
通过本节内容的学习，使学生能够理解绕线转子异步电机串级调速工作原理，了解异步电机转差功率传递规律。掌握晶闸管次同步串级调速系统组成和控制方法。理解异步电动机在串级调速工作时的机械特性特点。
教学重点
转子附加电动势的作用。串级调速系统组成和控制规律。异步电机串级调速时机械特性的特征。
建议学时
2 学时
教学教具与方法
多媒体教学系统，讲授（PPT）
教
学
过
程
7.1.1 绕线转子异步电机串电阻调速－PS损耗在电阻上，产生电压降。电压降大－PS转差功率大－电机转速低。
引入附加电势概念：用一个电动势代替电阻，吸收转差功率，并回馈给电网。－ 引入双馈概念。
7.2.1 电气串级调速系统的工作原理
转子整流器：把交流电变为直流电，
有源逆变器：产生直流附加电势，把PS转差功率回馈电网。
β角控制：控制直流附加电势大小，影响异步电机转速。
7.3异步电动机串级调速时的机械特性
7.3.1 理想空载转速n0
重点讲清：串级调速时理想空载转速n0与同步转速nsyn的区别。
7.3.2异步电动机串级调速时的转子整流电路
换相重叠角γ和强迫延迟换相角αp的产生原因、变化规律及其对机械特性的影响。
7.3.3 串级调速时的机械特性曲线图及其特点。
由转子整流回路电压平衡方程导出转速特性方程（7－18）。
由转子整流器输出功率＝电动机转差功率，导出电磁转矩表达式（7－19）。
讲清:Te1-2，Te2m的含义，给出图7－11的说明。
教
案
7.1.1 绕线转子异步电机串电阻调速－PS损耗在电阻上，产生电压降。电压降大－PS转差功率大－电机转速低。
引入附加电势概念：用一个电动势代替电阻，吸收转差功率，并回馈给电网。－ 引入双馈概念。
电阻压降 Ur=sEr0，f2=sf1。对应的附加电动势是一个交流变压变频电源。技术上实现有一定难度。
7.2.1 电气串级调速系统的工作原理
转子整流器：把交流电变为直流电，
有源逆变器：产生直流附加电势，把PS转差功率回馈电网。
β角控制：控制直流附加电势大小，影响异步电机转速。
7.3异步电动机串级调速时的机械特性
转子回路增加了整流器、有源逆变器、逆变变压器。－等效电阻增加，导致机械特性变软。
－等效电抗增加，导致最大转矩减小。
7.3.1 理想空载转速n0
重点讲清：串级调速时理想空载转速n0与同步转速nsyn的区别。
7.3.2异步电动机串级调速时的转子整流电路
换相重叠角γ和强迫延迟换相角αp的产生原因、变化规律。图7－9。
两个工作区的电压、电流表达式。
7.3.3 串级调速时的机械特性曲线图及其特点。
由转子整流回路电压平衡方程导出转速特性方程（7－18）。
由转子整流器输出功率＝电动机转差功率，导出电磁转矩表达式（7－19）。
讲清:Te1-2，Te2m的含义，给出图7－11的说明。
强调：
最大转矩比正常接线时减少了17.3%当电动机在额定负载下工作时，是处于第一工作区
教学内容
7.4 串级调速系统的技术经济指标及其提高方案7.5 双闭环控制的串级调速系统
7.6 异步电机双馈调速系统
教学目的
通过本节内容的学习，使学生能够了解串级调速系统的效率、功率因数、装置容量随转速变化的规律。掌握双闭环控制的串级调速系统组成、串级调速装置容量计算方法和启动停机顺序。了解双闭环控制的串级调速系统的建模方法、动态结构图和调节器设计。了解异步电机双馈调速系统工作原理。
教学重点
提高串级调速系统功率因数的方法。串级调速装置容量计算方法和启动停机顺序。
建议学时
2 学时
教学教具与方法
多媒体教学系统，讲授（PPT）
教
学
过
程
7.4 串级调速系统的技术经济指标及其提高方案
7.4.1 串级调速系统的效率
7.4.2 串级调速系统的功率因数及其提高方案
a 无功静止补偿－电力电容器
b 斩波控制的串级调速系统
7.4.4 串级调速装置的电压和容量计算
讲清：电压、容量与系统最低转速的关系
7.5双闭环控制的串级调速系统
7.5.1 双闭环控制的串级调速系统的组成
7.5.2 串级调速系统的动态数学模型
重点：转子直流回路的动态电压平衡方程式
转子直流回路的时间常数TLr=L/R
转子直流回路的放大倍数K=1/R
7.5.3 调节器设计
按Smax或1/2 Smax来确定转速，按额定负载或常用负载来选定电流，然后按定常系统进行设计。
7.5.4 串级调速系统的启动方式
1 直接启动
2 间接启动
7.6 异步电机双馈调速系统
7.6.1异步电机双馈调速系统的构成和控制
教
案
7.4 串级调速系统的技术经济指标及其提高方案
7.4.1 串级调速系统的效率
讲清：
1转差功率回馈后系统的效率比串电阻调速有提高。
2由于回馈过程中的附加损耗ptan的存在，系统效率随着s的增加也有下降。
7.4.2 串级调速系统的功率因数及其提高方案
a 无功静止补偿－电力电容器
b 斩波控制的串级调速系统
7.4.4 串级调速装置的电压和容量计算
讲清：电压、容量与系统最低转速的关系
7.5双闭环控制的串级调速系统
7.5.1 双闭环控制的串级调速系统的组成
7.5.2 串级调速系统的动态数学模型
重点：转子直流回路的动态电压平衡方程式
转子直流回路的时间常数TLr=L/R
转子直流回路的放大倍数K=1/R
7.5.3 调节器设计
按Smax或1/2 Smax来确定转速，按额定负载或常用负载来选定电流，然后按定常系统进行设计。
7.5.4 串级调速系统的启动方式
1 间接启动
a 装置容量小，必须先串电阻启动到nmin。
B 有源逆变器必须先投后切。
C 为了防止操作过电压，切换过程中转子回路不能开路。
2 直接启动
a 装置容量大。
B有源逆变器必须先投后切。
C 为了防止操作过电压，切换过程中转子回路不能开路。
异步电机双馈调速系统
广义上讲，串级调速系统也是双馈调速系统的一种。但人们往往从狭义上认为双馈就是从定子侧与转子侧都馈入电能的工作状态，已示与串调的区别。
7.6.1异步电机双馈调速系统的构成和控制
1他控式双馈调速系统的组成和控制
直接控制输入电机转子的电压频率f2。由于f2满足f2=sf1的关系，所以电机一定在对应于s的转速下运行，且不随负载变化。
2自控式双馈调速系统的组成和控制
转子输入频率能自动跟踪电机的转差频率。
