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第10章 电力电子技术的应用 10.1 晶闸管直流电动机系统 本章小结 10.1 晶闸管直流电动机系统 10.1.1 工作于整流状态时 10.1.2 工作于有源逆变状态时 10.1.3 直流可逆电力拖动系统 10.1 晶闸管直流电动机系统·引言 晶闸管直流电动机系统——晶闸管可控整流装置带直流电动机负载组成的系统。 是电力拖动系统中主要的一种。 是可控整流装置的主要用途之一。 10.1.1 工作于整流状态时 整流电路接反电动势负载时，负载电流断续，对整流电路和电动机的工作都很不利。 10.1.1 工作于整流状态时 此时，整流电路直流电压的平衡方程为 （2-112） 式中， 。 为电动机的反电动势 负载平均电流Id所引起的各种电压降，包括： 变压器的电阻压降 电枢电阻压降 由重叠角引起的电压降 晶闸管本身的管压降，它基本上是一恒值。 系统的两种工作状态：电流连续工作状态 电流断续工作状态 10.1.1 工作于整流状态时 转速与电流的机械特性关系式为 10.1.1 工作于整流状态时 2) 电流断续时电动机的机械特性 当负载减小时，平波电抗器中的电感储能减小，致使电流不再连续，此时其机械特性也就呈现出非线性。 10.1.1 工作于整流状态时 电流断续时电动机机械特性的特点： 10.1.2 工作于有源逆变状态时 1) 电流连续时电动机的机械特性 10.1.2 工作于有源逆变状态时 2) 电流断续时电动机的机械特性 10.1.2 工作于有源逆变状态时 逆变电流断续时电动机的机械特性，与整流时十分相似： 10.1.3 直流可逆电力拖动系统 10.1.3 直流可逆电力拖动系统 两套变流装置反并联连接的可逆电路的相关概念和结论： 10.1.3 直流可逆电力拖动系统 直流可逆拖动系统，除能方便地实现正反转外，还能实现电动机的回馈制动。 10.1.3 直流可逆电力拖动系统 逻辑无环流可逆系统 工程上使用较广泛，不需设置环流电抗器。 只有一组桥投入工作（另一组关断），两组桥之间不存在环流。 两组桥之间的切换过程： 本章小结 晶闸管直流电动机系统的工作情况，重点掌握各种状态时系统的特性，包括变流器的特性和电机的机械特性等，了解可逆电力拖动系统的工作情况，建立环流的概念。 * 对该系统的研究包括两个方面： 其一是在带电动机负载时整流电路的工作情况。 其二是由整流电路供电时电动机的工作情况。本节主要从第二个方面进行分析。 图10-1 三相半波带电动机负载且 加平波电抗器时的电压电流波形 通常在电枢回路串联一平波电抗器，保证整流电流在较大范围内连续，如图2-48。 u d O i d w t u a u b u c a u d O i a i b i c i c w t E U d i d R 1) 电流连续时电动机的机械特性 在电机学中，已知直流电动机的反电动势为 （2-113） 可根据整流电路电压平衡方程式（2-112），得 （2-114） （2-115） 图10-2 三相半波电流连续时以 电流表示的电动机机械特性 其机械特性是一组平行的直线，其斜率由于内阻不一定相同而稍有差异。 调节a 角，即可调节电动机的转速。 O n a 1 a 2 a 3 a 3 a 2 a 1 I d ( R B + R M + ) I d C e 3 X B 2 p 电动机的实际空载反电动势都是 。 时为： 。 主电路电感足够大，可以只考虑电流连续段，完全按线性处理。 当低速轻载时，可改用另一段较陡的特性来近似处理，等效电阻要大一个数量级。 当Id减小至某一定值Id min以后，电流变为断续，这个 是不存在的，真正的理想空载点远大于此值。 图10-3 电流断续时电动势的特性曲线 断续区特性的近似直线 断续区 连续区 E E 0 E 0 O I dmin I d (0.585 U 2 ) ( U 2 ) 2 图10-4 电流断续时电动势的特性曲线 电流断续时理想空载转速抬高。 机械特性变软，即负载电流变化很小也可引起很大的转速变化。 随着a 的增加，进入断续区的电流值加大。 断续区特性的