朱明-电力电子技术(第5版)【王兆安】第10章电力电子技术应用71.pptx

主 讲：朱 明高级经济师、高级工程师、高级技师 高级国家职业技能考评员 高级技能专业教师 第 10 章 电力电子技术的应用 第10章电力电子技术的应用 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 晶闸管直流电动机系统 变频器和交流调速系统 不间断电源 开关电源 功率因数校正技术 电力电子技术在电力系统中的应用 电力电子技术的其他应用 本章小结 2/70 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 3/70 10.1.1 工作于整流状态时 ■晶闸管可控整流装置带直流电动机负载组成的系统，习惯称为晶闸管直流 电动机系统，是电力拖动系统中主要的一种，也是可控整流装置的主要用途 之一。 ■直流电动机负载除本身有电阻、电感外，还有一个反电动势E，为了平稳负 载电流的脉动，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。 t t 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 3X 10.1.1 工作于整流状态时 ■触发晶闸管，待电动机启动达稳态后，由于电动机有较大的机械惯 量，故其转速和反电动势都基本无脉动，此时整流电压的平均值由电 动机的反电动势及电路中负载平均电流Id所引起的各种电压降所平 衡，平衡方程为 Ud  EM RId U 3XB 2 为重叠角引起的电压降所折合的电阻；U为晶闸管本身的管压降。 ■在电动机负载电路中，电流由负载转矩所决定，当电动机的负载较 轻时，对应的负载电流也小，在小电流情况下，特别在低速时，由于 电感的储能减小，往往不足以维持电流连续，从而出现电流断续现象。 4/70 (10-1)   d 5/70  方程为 EM 1.17U2cos RId U ☞转速与电流的机械特性关系式为 R I  U Ce n  1.17U2 cos Ce ☞三相桥式全控整流电路电动机负 载时的机械特性方程为 Id R Ce  n  2.34U2 cos Ce 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 10.1.1 工作于整流状态时 ■电流连续时电动机的机械特性 ◆三相半波电流连续时的电动机机械特性 ☞直流电动机的反电动势为 E M  C e n (10-2) ☞因为 Ud 1.17U2cos，故反电动势特性 (10-3) (10-4) (10-5) U的值一般为1V左右， 所以忽略；调节角，即可 调节电动机的转速。 10.1.1 工作于整流状态时 ■电流断续时电动机的机械特性 ◆由于整流电压是一个脉动的直流电压，当电动机的负载减小时， 平波电抗器中的电感储能减小，致使电流断续，此时电动机的机械特 性也就呈现出非线性。    2 图10-3 电流断续时电动势的特性曲线 6/70 ) 3 ◆电流断续时机械特性的特点 ☞分析=60时的情况，当Id=0， 忽略 U，此时的反电动势E0为 E0  1.17U 2 cos 60  0.585U 2 ，而实际 上，晶闸管导通时相电压瞬时值为 2U2，大于E0，也即Id不为零，所以 2U2才是理想空载点。 ☞在电流断续情况下，  60时， 电动机的实际空载反电动势都是 2U2；当 60以后，空载反电动势将 由 2U2 cos(  决定。 图10-4 考虑电流断续时不同时 反电动势的特性曲线 12360， 5460 10.1.1 工作于整流状态时 ☞当电流断续时，电动机的理想空载转 速抬高，这是电流断续时电动机机械特 性的第一个特点；第二个特点是，在电 流断续区内电动机的机械特性变软，即 负载电流变化很小也可引起很大的转速 变化。 ☞大的反电动势特性，其电流断续区 的范围（以虚线表示）要比小时的电 流断续区大，这是由于愈大，变压器 加给晶闸管阳极上的负电压时间愈长， 电流要维持导通，必须要求平波电抗器 储存较大的磁能，而电抗器的L为一定 值的情况下，要有较大的电流Id才行； 故随着的增加，进入断续区的电流值 加大，这是电流断续时电动机机械特性 的第三个特点。 7/70   )  sin( 1 e sin(   )sin(  )ectg ， Z 