电力拖动自动控制系统第十八讲.pptVIP

第十八讲 要求：1.了解故障检测的种类和故障保护的类型； 2.理解故障自诊断的方法； 3.理解有环流控制时反并联线路与可逆V-M 系统的四象限运行； 提醒 下一讲将有一节课考试 3.6.1 故障检测 1、供电电源故障检测 ①检测电路 三相供电电源常见的故障为过电压、欠电压和缺相，电源故障检测电路如图3-22示。 ②检测原理 A.过电压或欠电压检测 由三相供电电源经电压互感器、三相不可控整流桥和滤波环节，得到与供电电压幅值成正比的直流电压，经A/D转换输入计算机 数字控制系统定时采样该直流电压，并与上下限值进行比较，即可判断出是否过电压或欠电压故障。 B.缺相检测 缺相检测采用缺相继电器，正常时继电器常开触点打开，缺相输出信号为低电平； 缺相时继电器常开触点闭合，缺相输出信号为高电平，定时电平信号，即可判断出是否出现缺相故障。 2、过电流、过载故障检测 检测功率变换器UPE的输入、输出电流就可判别是否出现故障及故障类型，如图3－23所示。 当 或 大于或等于设定的故障电流值 时，认为出现过电流故障； 当 或 大于过载电流值 时，且持续时间 时，认为出现过电载故障。 同时检测 和 ，还可以判别故障点。 若 大于或等于 ，而 ，则表明故障出现在UPE内部； 若 和 都大于或等于 ，则故障表明出现在负载回路。 3、失磁故障 检测励磁电流 ，当 时，出现失磁故障 4、超速故障 若转速n超过最高限定转速 ，出现失磁故障。 3.6.2 故障保护 1、种类 两种：硬件保护、软件保护 2、硬件保护 快速封锁功率变换器UPE的驱动信号，并将UPE与供电电源断开。 3、软件保护 进入故障保护中断程序，锁存故障信号，禁止UPE的驱动信号输出，通过外围电路显示故障类型，产生声光报警信号等。 硬件保护起作用后，故障消失，如果没有软件保护，系统重新运行，再次导致故障出现。 3.6.3 故障自诊断 故障自诊断可以有多种，下面以直流不可逆PWM调速系统为例进行简单的介绍。 1、IGBT驱动信号为ON IGBT驱动信号为ON时，IGBT应正常开通， ， ， ，此时为正常工作状态。 ①若E0、 Ud＝0 ，这说明IGBT有故障，不能正常开通； ②若Ud≈E ，而Id=0，则表明电动机电枢回路断路； ③若Ud≈E，Id很大，而n=0，则表明电动机机械轴卡死； ④若Ud≈E，Id不大，而n超速，则表明电动机失磁； ⑤若E0 、Ud＝0，IE很大，Id=0，则表明续流二极管反向击穿。 2. IGBT驱动信号为OFF IGBT驱动信号为OFF时，IGBT应可靠关断， ①若 ，则说明IGBT有故障，不能可靠关断。 ②当IGBT驱动信号由ON变为OFF时， 下降过快，且 呈上升趋势，则表示续流二极管不能正常续流 第4章?可逆调速系统和 位置随动系统 4.1 可逆直流调速系统 4.1.0 问题的提出 1、可逆运行的必要 有许多生产机械要求电动机既能正转，又能反转，而且常常还需要快速地起动和制动，这就需要电力拖动系统具有四象限运行的特性，也就是说，需要可逆的调速系统。 2、可逆运行的困难 改变电枢电压的极性，或者改变励磁磁通的方向，都能够改变直流电机的旋转方向，这本来是很简单的事。 然而当电机采用电力电子装置供电时，由于电力电子器件的单向导电性，问题就变得复杂起来了，需要专用的可逆电力电子装置和自动控制系统。 4.1.1 单片微机控制的PWM可逆直流调速系统 1、主电路 中、小功率的可逆直流调速系统多采用由电力电子功率开关器件组成的桥式可逆PWM变换器，如本书第1.3.1节中图1-22绘出了PWM可逆调速系统的主电路 其中功率开关器件采用IGBT，在小容量系统中则可用将IGBT、续流二极管、驱动电路以及过流、欠压保护等封装在一起的智能功率模块—IPM。 2、原理图 PWM可逆直流调速系统的原理图如图4－1，图中 ： GD—驱动电路模块，内部含有光电隔离电路和开关放大电路； UPW—PWM波生成环节，其算法包含在单片微机软件中； TG—为测速发电机，当调速精度要求较高时可采用数字测速码盘； TA—霍尔电流传感器； 图中给定量 ， 和反馈量n， 都已经是数字量。 3、硬件结构图 ①双闭环控制 该原理图的硬件结构如图3-4所示； 控制系统一般采用转速、电流双闭环控制； 电流