第六章 直流调速系统.pdfVIP

节 可逆直流调速系统 一、可逆调速系统的电路 若要改变电动机的转向，就必须改变电磁转矩的方向。改变电磁转矩的方向有两种方法： 一是改变电动机电枢电流的方向，亦即改变电动机电枢电压的极性；二是改变电动机励磁磁通 的方向，亦即改变电动机励磁电流的方向。根据这两种方法，晶闸管—电动机可逆系统的电路 有两种方式：一种是电枢可逆电路，另一种是磁场可逆电路。 1、电枢可逆电路 1）、接触器切换电枢可逆电路 采用一组晶闸管整流器向直流电动机供电时，需要用正反转接触器（FC 、RC ）变换电动 机电流方向来实现电动机的制动和反转，这种电路常称为接触器切换电枢可逆电路，如图 6-27a 。利用接触器来切换电枢电流的方向，接触器的工作通常用一套切换逻辑电路来指挥， 这样，就可以实现切换过程的自动化。当然，对一偶尔进行切换的系统，切换过程也可以手工 控制。这种方案的优点是系统结构简单、经济，但由于接触器的切换速度低，约为 0.1~0.2s， 因此正反换向有一段死区。另外，接触器的噪声较大，触点寿命较短，这种电路只适用于要求 不高，动作不频繁的小容量的生产机械上。如车床、磨床等。 图6-27 电枢可逆线路 2 ）、晶闸管开关切换电枢的可逆电路 为了避免有触点电器的缺点，也可以采用晶闸管开关代替接触器如图 6-27b 所示。当正 向晶闸管 FT 开关导通时，电动机正转。而当反向晶闸管 RT 开关导通时，电动机反转。这种 电路切换速度快，电路比较简单，而且工作时完全不存在环流，工作可靠性比较高，在有些中 小容量的可逆拖动中经常采用。但是作为开关用的四只晶闸管对其耐压和电流容量的要求比较 高，与下面讨论的两组晶闸管供电的可逆电路比较，在经济上并不节省。 3 ）、两组晶闸管整流装置供电的电枢可逆电路 这种电路如图所示。它有两组晶闸管整流装置，正向整流装置 PG ，它对电动机提供反向 电流，反向整流装置为NG ，它对电动机提供反向电流，这样就可以实现电动机的可逆运行。 如图 6-27c 。 两组晶闸管整流装置组成的可逆电路有两种连接方式，一种为反并联电路，另一种是交叉 连接电路。反并联电路的优点是有一个交流电源同时向两组晶闸管供电，但是它需要四个限制 环流的电抗器。交叉联结电路的缺点是两组晶闸管分别由两个独立的交流电源供电，即由两台 整流变压器或一台整流变压器的两个二次绕组供电，但是它只需要两个限制环流的电抗器。 这种电枢可逆电路的正、反向转换十分迅速，所以在要求频繁快速正、反转的生产机械的 拖动上得到广泛的应用。 2 、磁场可逆电路 在磁场可逆电路中，电动机电枢只要用一组晶闸管整流装置供电。而电动机励磁绕组可用 一组晶闸管整流装置供电，采用正反向接触器或晶闸管无触点开关来改变励磁电流的方向。另 外亦可采用正反两组整流装置交替工作来改变励磁电流的方向，从而使磁通方向改变来达到改 变电动机转向的目的。这两组整流装置的联接可以采用反并联方式，也可采用交叉联接方式。 3、电枢可逆电路与磁场可逆电路的比较 电枢可逆电路欲改变电枢回路中的电流方向，需要两套容量较大的晶闸管整流装置，投资 往往较大，在大容量系统中尤甚。但由于电枢回路电感小，时间常数小（约几十毫秒），因而 切换的快速性好。所以特别适用于小容量的频繁起动、制动、要求建立过程尽量短的生产机械。 磁场可逆电路中电枢回路只需一套整流装置。励磁回路虽然要用两套整流装置，但是由于 电动机励磁功率小（一般为 1%~5%电机的额定功率），因而整流装置容量较小，投资费用可节 省。但是励磁回路电感大，时间常数大（约为零点几秒至几秒），因而励磁反向的过程要比电 枢反向慢的多。为了尽可能快地反向，常采用强迫励磁的方法，即在励磁反向过程中加 3~4 倍 的反向励磁电压，迫使励磁电流迅速变化，达到所需数值时立即将励磁电压降到正常值。即使 这样，励磁反向的快速性仍很差，其建立时间约为几十毫秒至几百毫秒之间。此外，在反向过 程中，当励磁电流有额定值降低到零这段时间里，如果电枢仍然存在，电动即将出现弱磁升速 现象。为了避免出现这种情况，应在磁通减弱时保证电枢电流为零，以防止电动机产生原方向 的转矩阻碍反向。上诉这些现象和要求都增加了励磁控制系统的复杂性。因此，励磁可逆电路 只适用于正反转不太频繁、对快速性要求不高的大容量可逆系统。 二、环流的控制方式及可逆调速系统的分类 1、什么是环流 在由正反两组晶闸管整流装置供电的电枢可逆电路中，当其中一组向电动机供电的同时， 还可能在正反两组晶闸管间产生不流