GT.O串级调速研究 (1987年)

本文是1987年发表于《电动机调速技术》专辑的“GT.O串级调速研究”，作者为周德贤和王一华，来自上海轻工业设计院。文章主要探讨了串级调速系统在中国的推广及应用情况，特别强调了该技术在提高系统效率方面的优势，尤其是在风机、水泵等流体机械负载上的应用效果。文章还分析了串级调速系统在不同负载条件下的功率因数变化，指出了系统功率冲击大、需要改进的问题，同时强调了采用可关断可控硅技术对于节能的重要意义。 串级调速是一种交流传动方式，相较于传统的调速方法（如无整流子电机调速、串电阻器调速、滑差调速、调压调速、阀门调节等），它拥有更高的系统效率。尤其在流体机械负载中，如风机、水泵等，串级调速系统的效率表现尤为突出。文章通过对比不同的调速方案和调节曲线，突显了串级调速的优越性。 文章中提到，尽管异步电动机在重载条件下功率因数较高，但采用串级调速后，功率因数会随负载变化显著下降，尤其是在转速比为1:2的范围内，这种下降现象更为明显。文章指出，功率冲击过大，限制了串级调速系统的推广，尤其是单机功率超过500千瓦时更需特别关注。 为了克服功率因数低的问题，文章提出了使用可关断可控硅（GTO）进行逆变操作的可能性。GTO作为一种半导体器件，被用于制造逆变器时，不需要强迫换流电路，可以大幅度缩小整机体积，并且减轻重量，提高控制响应性能。文章通过数据和图表（如图1、图2和图3）展示出了GTO逆变器的效率与负载率之间的关系，以及GTO逆变器对提高系统功率因数的贡献。 文章进一步分析了逆变器在不同控制角度下的电压波形及其与电流相位的关系。特别是对逆变器功率因数的计算，详细解释了功率因数与电网无功功率的关系，并引入了强迫换流的概念。在强迫换流状态下，逆变器工作在超前导通的状态，有助于抵消异步电动机的无功损耗，从而提高整个串级调速系统的功率因数。 文章最后深入探讨了GTO桥式逆变器的工作原理，包括逆变器的组成、逆变电压波形及GTO两端的电压波形等。通过图解和理论推导，详细描述了逆变器中每个管子的导通顺序和逆变电路的换流过程。这些分析有助于理解GTO逆变器在串级调速系统中所发挥的作用和性能优势。 总结而言，1987年发表的这篇文章对于理解串级调速系统在中国的应用和发展具有重要的参考价值，特别是对GTO逆变器的技术细节和工作原理进行了深入探讨。尽管文档中可能存在个别文字识别错误，但通过前后文的上下文分析，我们依然可以理解文章的核心内容。本文的技术内容至今对于电机调速技术的研究与应用仍然具有重要的指导意义。