请刘大师解释技术高论 点击：1515 | 回复：89
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由三相异步电动机转子回路串电阻的人为特性，拖
动恒转矩负载时，若改变转子回路串入电阻值的大小，
可以运行在不同的转速上。显然，所串电阻越大，临界
转差率越大，则转速越低，从而实现了转速的调节。其
机械特性如图3.42 所示。
前面提到，机械特性近似直线后，当电磁转矩T 为
常数时，(R2+Rs)/s 也为常数。由此可知，若
T=TL
则
N s
R2 =
1
2 1
s
R Rs +
=
2
2 2
s
R Rs +
=
3
2 3
s
R Rs +
=……
其中，s1，s2，s3……分别为转子串入电阻Rs1、Rs3、Rs3……
后，T=TN 处所对应的转差率。
各级转速上，T=TL 时转子电流为
图3.42 绕线式电动机转子串电阻调速
O
n
T
n
TL
RS3>RS2> RS1
R2(sM)
R2+ RS1(sM1)
R2+ RS2(sM2)
R2+ RS3
TM
A
B
C
D
(b) 静特性
图3.41 转速负反馈降压调速闭环控制系统
(a) 原理框图系统
o
UN
n0
T
n
U1
U2
A
TL
A‘
A‘‘
ss
转速调节器
ct
测速发电机
可控硅调压装置
86
2
2
2
jX
s
R
E
N
+
=
2
1
2 1
2
jX
s
R R
E
+ s +
=
2
2
2 2
2
jX
s
R R
E
s +
+
=
2
3
2 3
2
jX
s
R R
E
s +
+
=……=I2N
可见，转子串电阻调速属于恒转矩调速方式。
转子串电阻调速的特点和性能如下：
(1)调速方法简单，调速设备简单，易于实现，初投资小；
(2)调速方法为分段多级调节，为有级调速系统，调速的平滑性较差；
(3)空载或轻载调速时转速变化很小；
(4)机械特性硬度差、转速稳定性差。低速时效率低，经济性差，
(5)调速范围不大，一般为(2～3):1。负载小时，调速范围更小。
这种调速方法多用于起重机等对调速性能要求不高的场合，通风机上也可以应用。
前 言
本教材是为了适应高等教育大众化发展和当前教学改革需要编写的。在编写过程中，将
重点针对应用型本科人才培养的特点和要求，精选内容、注重应用，力求做到深入浅出，通
俗易懂，坚持实用性、综合性、科学性和新颖性的结合。在内容方面以传统的《电机拖动基
础》为主线，适当整合了《电机学》和《电器控制》的部分内容，力求增强本教材的易学性
和实用性，重在学生应用能力的培养。本教材拟由六章组成，主要内容包括：电机拖动系统
的动力学、直流电动机和交流电动机拖动原理、电机拖动系统的过渡过程、电机拖动系统中
的电动机选择、电机拖动系统中的常用电器与控制电路设计。
全书共分七章，其中第一、四、五章由重庆科技学院严欣平教授编写，第二、三章由
程岷莎讲师编写，第六、七章由李鹏飞副教授编写，全书由严欣平修改与统稿。
本书由重庆大学邓祥曜教授主审，并得到重庆科技学院电子信息工程学院相关老师的
帮助，在此表示衷心感谢。
由于编者水平有限，本书难免存在缺点和错误，恳请读者批评指正。
变频器在40年的发展历史中大致走过了三代。第一代是属于开环的，就是所谓的VVVF控制，目前已在工业发达国家大量广泛应用，20世纪80年代中期进入中国并大量应用，20世纪90年代初期国内的厂家开始研究这种变频器，目前占据了一定的市场。第二代就是高性能的变频器，包括VC和DTC，这种变频器在国外20世纪70、80年代就已经产生了，在他国是20世纪90年代才开始应用，主要是随着设备一起引进来的，如随扎钢、冶金、造纸等设备一起进入中国。第三代是目前国外研究得比较多的、可以说已经接近成熟的、正准备大量应用的无速度传感器的高性能变频器。
1983年李永东去法国攻读硕士和博士时就开始进行变频器的研究工作，开始搞交流传动和伺服控制研究，做博士论文，他所在的实验室在法国是做VC做得最早的，到现在已经20年了。李永东一开始就接触到了比较先进的技术，如DSP、IPM、CPLD等，他所在的实验室是法国图卢兹国家理工学院电工与电力电子实验室，在法国和欧洲都是比较先进的。图卢兹城市不大，但是科研水平很高，如高速列车、空中客车、幻影战斗机、“阿丽亚娜”火箭等技术都出自这座小城，是一座地地道道的高技术城市。今年1月胡总书记主席访问法国时，曾专门在图卢兹呆了一天，参观那里先进的空中客车。
在法国的四、五年间李永东主要从事一些研究工作，做博士学位论文，偏重于理论，而真正做产品是从国内开始的。1988年李永东回国后做博士后研究主要就是想做一些产品，包括交流伺服、机床传动等方面的产品。研究DTC从机床主轴传动开始，1990年到现在一直在不断的研究；VC方面也有厂家要求他们做，也做了好几个；其次是高压大容量变频器，在国内他这方面做得比较早，不是传统的交交变频，是新型的、高性能的大容量变频器，这种无电网污染高压大功率交流电机变频调速技术产品的意义非常重大，市场也十分广阔。以国家经贸委的有关统计数据为准，这个市场的潜力在700～1000亿人民币以上，假如单台变频器的价格为100万元（800KW/6000V），市场的需求量超过7万台。他在1996年从美国回国后，就和北京凯奇公司开始做这个项目，是成功的。后来又分出利德华福公司，2003年销售接近100台，产值超过8000万元，这是他们的成果应用到实践中最好的一个。还有国内的其它几家变频器厂家，如烟台惠丰、北京时代集团、希望森兰等及以前的安圣电气都有较多的合作。
李永东觉得他们这个行当如果光做理论，对国内经济的发展不会有大的促进作用。他和企业的联系比较多，也鼓励学生毕业后去这些企业工作，和企业建立密切的联系，这样效果比较好，否则他们的研究努力就会半途而废。联系加强后，他可以从企业获得很多的反馈信息，同时企业也可为研究工作提供资金方面的支持。此外，国内很多老前辈，如陈伯时、马小亮教授等都做了很多开创性的工作，至今仍耕耘不止，着实令他崇敬。他的博士后合作导师，清华大学前校长高景德先生也给了他大力的支持，从他们身上他学到不少好东西，他们的精神激励着他在前些年那样艰苦的条件下探索不已。
李永东目前最关心的是两个方面。一是高速铁路和地铁，他对这很感兴趣，可以说是全力以赴，投入了很多资源，他们和其它单位合作做的有些产品已经在北京的地铁车辆厂试运行，最近和大连电力机车厂的合作项目也已接近完成。但是，离高速列车在中国大地真正跑起来还有一定距离。他觉得如果把在国外大公司的同学召集回来，我国的技术力量不比任何一家国外大公司差，搞出中国特色的高速铁路应该也是完全可能的。第二个他最感兴趣的是全电化的船舶及军舰，美国和英国已经有了全电化的军舰，他国海军也在探讨这方面的事，启动了一些项目，他们几年前就已经参加了他们的研讨及项目规划，将来船舶要全电化驱动，包括民用、军用船舶、核潜艇等都要走这条道，他极力想和海军部门结合起来。
李永东说，他们的研究在世界上领先还谈不上，当然也会偶尔有一些方面领先，普遍讲要落后一些。现在国际间信息的接收时间差缩短了，但他们的研发还是有一些差距，主要是应用和产品化方面仍有较大的差距，他将为缩小这种差距尽力而为。
4）如果s→∞,△n→0，所以转子串电阻调速的性质属于无级调速；
s→∞, 意味着电阻有无数个，即相邻的电阻阻值差值是无穷小， R2与R1的差值为无穷小， Rs与Rs-1的差值也是无穷小， 同时s→∞。
只有这样在电阻从R1切换到R2时， △n→0；Rs-1切换到Rs时△n→0；
你可以在全中国、全世界、全太阳系、全银河系、全宇宙找这样的电阻， 需要满足：
1）在空载即Me = 0 时， 通过逐级切换电阻， 电机稳定运行后速度能在0到额度速度范围内任意点稳定运行；
2）Me在0到额度负载内任意负载值， 通过逐级切换电阻， 电机稳定运行后速度能在0到额度速度范围内任意点稳定运行；
并且无论通过什么方法， 只要能够实现电阻的任意切换
趁着这几年， 你赶紧去找吧， 找到再回来！
找不到就不用回来了！
如果电阻本身就是由半导体器件构成的可变电阻呢？年轻人，世界大着呢，不要钻牛角尖，你能告诉我为什么要将连续调节速度的特性叫无极调速呢？极是指什么？任何有限电阻的分段调节方式，都是刘老师的曲线上一个工作点而已。这种由有限而导致无限情况的理论分析方法也不是刘老师独创，只是你还没有了解其真意。无极调速本就没错，仅仅因为书上的讲法和刘老师不同，就能证明刘老师错吗？
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