第8节 Wound Rotor Induction Motors (修订中)
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_绕线转子_感应电动机具有类似于鼠笼感应电动机的定子，但转子具有通过滑环和电刷引出的绝缘绕组。
然而，滑环没有通电。它们的唯一目的是允许在启动时将电阻与转子绕组串联（下图）。一旦电机启动，这个电阻就会短路，使转子在电气上看起来像鼠笼对应物。
绕线转子感应电动机
__问：__为什么要在转子上串联电阻？ (opens new window)
__答：__鼠笼式感应电动机在启动过程中会消耗 500% 到 1000% 以上的满载电流 (FLC)。虽然这对于小型电机来说不是一个严重的问题，但对于大型（10 千瓦）电机来说却是这样。
将电阻与转子绕组串联不仅会降低启动电流、堵转电流 (LRC)，还会增加启动转矩、堵转转矩 (LRT)。下图显示，通过将转子电阻从 R 0增加到 R 1再到 R 2，故障扭矩峰值向左移动到零速。
请注意，此扭矩峰值远高于无转子阻力 (R 0 ) 时可用的启动扭矩，滑移与转子阻力成正比，而拉出扭矩与滑移成正比。因此，启动时产生高扭矩。
通过增加转子阻力将故障扭矩峰值转移到零速
阻力降低了全速运行时可用的扭矩。但是，当转子启动时，该电阻会短路。短路的转子像鼠笼转子一样工作。启动过程中产生的热量主要通过启动电阻散发到电机外部。
与简单的鼠笼转子相比，与电刷和滑环相关的复杂性和维护是绕线转子的一个缺点。
该电机适用于启动高惯性负载。高启动阻力使高拉出扭矩在零速下可用。作为比较，鼠笼式转子仅在其同步速度的 80% 时表现出拉出（峰值）扭矩。
# 1. 速度控制
可以通过将可变电阻放回转子电路来改变电机速度。这降低了转子电流和速度。零速时可用的高启动扭矩，即降档时的制动扭矩，在高速时是不可用的。
见下图 90% Ns 处的R 2曲线。电阻器 R 0、R 1、R 2、R 3的值从零开始增加。
R 3处的较高电阻进一步降低了速度。对于变化的扭矩负载，速度调节很差。这种速度控制技术仅在全速的 50% 到 100% 范围内有用。
速度控制适用于电梯和印刷机等变速负载。
转子电阻控制绕线转子感应电动机的速度
# 2. 双馈感应发电机
我们之前描述了一个鼠笼式感应电动机，如果驱动速度比同步速度快，它就充当发电机。（参见感应电动机交流发电机 (opens new window)）这是一种_单馈感应发电机_，仅与定子绕组有电气连接。
绕线转子感应电动机在以高于同步速度驱动时也可用作发电机。由于定子和转子都有连接，因此这种机器被称为_双馈感应发电机_(DFIG)。
转子电阻允许双馈感应发电机超速
单馈感应发电机在由麻烦的风扭矩驱动时只有 1% 的可用滑差范围。由于绕线转子感应电动机的速度可以通过在转子中插入电阻来控制在 50-100% 的范围内，因此我们可以预期双馈感应发电机也是如此。
我们不仅可以将转子减速 50%，而且还可以将其超速 50%。也就是说，我们可以将双馈感应发电机的速度从同步速度改变 ±50%。在实际操作中，±30% 更实用。
如果发电机超速，放置在转子电路中的电阻将吸收多余的能量，而定子将恒定的 60 Hz 馈入电源线（上图）。在速度不足的情况下，插入转子电路的负电阻可以弥补能量不足，仍然允许定子以 60 Hz 的功率为电源线供电。
变流器从双馈感应发电机的转子中回收能量
在实际实践中，转子电阻可以由转换器从转子吸收功率并将功率馈入电源线而不是耗散它来代替。这提高了发电机的效率。
变流器从电力线上为双馈感应发电机的转子借用能量，使其在同步速度下运行良好
转换器可以从线路“借用”低速转子的电力，然后将其传递给定子。借来的功率与较大的轴能量一起传递到连接到电源线的定子。
定子似乎为线路提供了 130% 的电力。请记住，转子“借用”了 30%，为理论上的无损 DFIG 留下了 100% 的线。
# 2.1. 绕线转子感应电机质量
- 高惯性负载的出色启动扭矩。
- 与鼠笼感应电动机相比，启动电流低。
- 速度是超过 50% 到 100% 全速的阻力变量。
- 与鼠笼式电机相比，电刷和滑环的维护性更高。
- 绕线转子电机的发电机版本被称为_双馈感应发电机_，一种变速电机。
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