直流调速系统用可控直流电源.pptVIP

* PWM系统的优越性 主电路线路简单，需用的功率器件少； 开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小； 低速性能好，稳速精度高，调速范围宽； 系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强； 功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高； 直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。 Q4 3 * UPE---电力电子变换器 以后用UPE代表由电力电子器件组成的变换器，其输入接三相(或单相)交流电源，输出为可控的直流电压Ud. 对于中小容量系统，多采用由IGBT或P-MOSFET组成的PWM变换器。 对于较大容量的系统，可采用其它电力电子开关器件，如GTO、IGCT等 对于特大容量的系统，则常用晶闸管装置。 返回目录 * * * 1 2 * 工作状态与波形 在一个开关周期内， 当0 ≤ t ton时，Ug为正，VT导通，电源电压通过VT加到电动机电枢两端； 当ton ≤ t T 时， Ug为负，VT关断，电枢失去电源，经VD续流。 U, i Ud E id Us t ton T 0 图2-10 b 电压和电流波形 O 3 * 在不可逆PWM 变换器中PWM电压系数 ? = ? (2-16) Q1 PWM电压系数 在简单的不可逆电路中电流不能反向，因而没有制动能力，只能作单象限运行. 3 输出平均电压方程 (2-15) 式中 ? = ton / T 为 PWM 波形的占空比 改变 ? （ 0 ≤ ? 1 ）即可调节电机的转速。 * 图2-11a 有制动电流通路的不可逆PWM变换器 Us + Q1 需要制动时，必须为反向电流提供通路，如图a所示的双管交替开关电路。当VT1 导通时，流过正向电流 + id ，VT2 导通时，流过 – id 。 应注意，这个电路还是不可逆的，只能工作在I,II象限， 因为平均电压 Ud 并没有改变极性。 1-2有制动的不可逆PWM变换器 3 工作状态与波形 (1)一般电动状态 (2)制动状态 (3)轻载电动状态 * * 图2-11a 有制动电流通路的不可逆PWM变换器 M + ﹣ VD2 Ug2 Ug1 VT2 VT1 VD1 E 1 2 C Us + M VT2 Ug2 VT1 Ug1 Ｕｄ Q1 3 工作状态与波形(1)一般电动状态 在0 ≤ t ≤ ton期间， Ug1为正，VT1导通， Ug2为负，VT2关断。此时，电源电压Us加到电枢两端，电流 id 沿图中的回路1流通。 ？输出平均电压 在 ton ≤ t ≤ T 期间， Ug1和Ug2都改变极性，VT1关断，但VT2却不能立即导通，因为id沿回路2经二极管VD2续流，在VD2两端产生的压降给VT2施加反压，使它失去导通的可能。 桥臂1 桥臂2 * 1 2 * 在一般电动状态中, id始终为正值（其正方向示于图2-11a中）。设ton为VT1的导通时间，则一个工作周期有两个工作阶段(如前). 实际上是由VT1和VD2交替导通，虽然电路中多了一个功率开关器件，但并没有被用上。 3 U, i Ud E id Us t ton T 0 O 输出波形： 一般电动状态的电压、电流波形与简单的不可逆电路波形（图2-11b）完全一样。 图2-11b 一般电动状态的电压、电流波形 * 图2-11a 有制动电流通路的不可逆PWM变换器 M + ﹣ VD2 Ug2 Ug1 VT2 VT1 VD1 E 4 3 C Us + M VT2 Ug2 VT1 Ug1 Ｕｄ Q1 3 在 0 ≤ t ≤ ton 期间，VT2 关断，反向电流沿回路 4 经 VD1 续流，向电源回馈制动，与此同时， VD1 两端压降钳住 VT1 使它不能导通 工作状态与波形(2)制动状态 ？输出平均电压 在 ton ≤ t ≤ T期间， Ug2 变正，于是VT2导通，反向电流 id 沿回路 3 流通，产生能耗制动作用。 桥臂1 桥臂2 * 3 4 * Q1 在制动状态中， id为负值，VT2就发挥作用了。 这种情况发生在电动运行过程中需要降速的时候。这时，先减小控制电压，使 Ug1 的正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压Ud降低。但是，由于机电惯性，转速和反电动势E还来不及变化，因而造成 E ? Ud 的局面，很快使电流id反向，VD2截止， VT2开始导通。 制动状态的一个周期分为两个工作阶段(如前)。 因此，在制动状态中， VT2和VD1轮流导通，而VT1始终是关断的，此时的电压和电流波形示于图2-11c。 3 U, i Ud E -i