第四章可逆控制的直流调速系统.ppt

可逆控制的直流调速系统 电力拖动自动控制系统 电动机除电动转矩外还须产生制动转矩，实现生产机械快速的减速、停车与正反向运行等功能。 在转速和电磁转矩的坐标系上，就是四象限运行的功能。 这样的调速系统需要正反转，故称可逆调速系统。 内 容 提 要 V-M可逆直流调速系统 直流PWM可逆直流调速系统 4.1.1 V-M可逆系统的主回路及环流 4.1.2 V-M可逆系统的控制 4.1.3 V-M可逆系统的制动 电枢反接可逆线路的形式有多种，常用的有3种方式： （1）接触器开关切换的可逆线路 （2）晶闸管开关切换的可逆线路 （3）两组晶闸管装置反并联可逆线路 （1） 接触器开关切换的可逆线路 接触器切换可逆线路的特点 优点： 仅需一组晶闸管装置，简单、经济。 缺点：有触点切换，开关寿命短； （2）晶闸管开关切换的可逆线路 （3）两组晶闸管装置反并联可逆线路 4.1.1 V-M可逆系统主回路及环流 （1） 晶闸管装置的整流和逆变状态 在电流连续的条件下，晶闸管装置的平均理想空载输出电压为 （2） 单组晶闸管装置的有源逆变 c）机械特性 整流状态： 电动机工作于第1象限； 逆变状态： 电动机工作于第4象限。 （3） 两组晶闸管装置反并联的整流和逆变 两组晶闸管装置反并联可逆线路的整流和逆变状态原理与此相同，只是出现逆变状态的具体条件不一样。 现以正组晶闸管装置整流和反组晶闸管装置逆变为例，说明两组晶闸管装置反并联可逆线路的工作原理。 a) 正组晶闸管装置VF整流 VF处于整流状态： b) 反组晶闸管装置VR逆变 VR逆变处于状态： 此时，?r ? 90°，E |Ud0r|， n 0 电机输出电能实现回馈制动。 c）机械特性范围 （4） V-M系统的四象限运行 在可逆调速系统中，正转运行时可利用反组晶闸管实现回馈制动，反转运行时同样可以利用正组晶闸管实现回馈制动。这样，采用两组晶闸管装置的反并联，就可实现电动机的四象限运行。 ? 反并联的晶闸管装置的其他应用 即使是不可逆的调速系统，只要是需要快速的回馈制动，常常也采用两组反并联的晶闸管装置，由正组提供电动运行所需的整流供电，反组只提供逆变制动。 这时，两组晶闸管装置的容量大小可以不同，反组只在短时间内给电动机提供制动电流，并不提供稳态运行的电流，实际采用的容量可以小一些。 2 可逆V-M系统中的环流 （1） 环流及其种类 环流的定义： 采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统中，不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流。 ? 环流 ? 环流的利弊 危害：一般地说，这样的环流对负载无益，徒然加重晶闸管和变压器的负担，消耗功率，环流太大时会导致晶闸管损坏，因此应该予以抑制或消除。 利用：只要合理的对环流进行控制，保证晶闸管的安全工作，可以利用环流作为流过晶闸管的基本负载电流，使电动机在空载或轻载时可工作在晶闸管装置的电流连续区，以避免电流断续引起的非线性对系统性能的影响。 ? 环流的分类 在不同情况下，会出现下列不同性质的环流： A 静态环流——两组可逆线路在一定控制角下稳定工作时出现的环流，其中又有两类： 直流平均环流——由晶闸管装置输出的直流平均电压所产生的环流称作直流平均环流。 瞬时脉动环流——两组晶闸管输出的直流平均电压差为零，但因电压波形不同，瞬时电压差仍会产生脉动的环流，称作瞬时脉动环流。 环流的分类（续） B 动态环流——仅在可逆V-M系统处于过渡过程中出现的环流。 3 直流平均环流的抑制-配合控制 （2）配合控制方法的实现 为了实现配合控制，可将两组晶闸管装置的触发脉冲零位都定在90°，即 当控制电压 Uc= 0 时，使 ?f = ?r = 90°，此时 Ud0f = Ud0r = 0 ，电机处于停止状态。 增大控制电压Uc 移相时，只要使两组触发装置的控制电压大小相等符号相反就可以了。 （5）? = ? 控制的工作状态 待整流状态 ——同样，当逆变组工作时，另一组也是在等待着整流，可称作处于“待整流状态”。 ※所以，在? = ? 配合控制下，负载电流可以平滑过渡，在任何时候，实际上只有一组晶闸管装置在工作，另一组则处于等待工作的状态。 4 瞬时脉动环流及其抑制 （1） 瞬时的脉动环流产生的原因： 采用配合控制已经消除了直流平均环流，但是，由于晶