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自然环流可逆调速系统 　 所谓自然环流可逆调速系统，是系统中没有直流环流仅有脉动环流，按a=p配合控制的有环流可逆调速系统。 　　系统的组成 　 α=β配合控制的可逆调速系统原理框图如图3.10所示。图中主电路采用两组三相桥式晶闸管装置反并联的线路，因为有两条并联的环流通路，所以要用四个环流电抗器。由于环流电抗器流过较大的负载电流就要饱和，因此在电枢回路中还要另设一个体积较大的平波电抗器Ld。控制线路采用典型的转速、电流双闭环系统，速度调节器ASR和电流调节器ACR都设置了双向输出限幅，以限制最大动态电流、最小控制角αmin。和最小逆变角βmin。为了在任何控制角时都保持αf+αr=180°的配合关系，应始终保持控制电压U￣ct=-Uct，在GTR之前加放大倍数为1的反号器AR可以满足这一要求。根据可逆系统正反向运行的需要，给定电压Un应有正负极性，可由继电器KF和KR来切换，调节器输出电压对此能作出相应的极性变化。为保证转速和电流的负反馈，必须使反馈信号也能反映出相应的极性。测速发电机产生的电压是能随电动机转向的改变而改变极性的。值得注意的是电流反馈必须反映电流的极性，图3. 10中绘出的是直接检测直流电流的方法，例如霍尔电流变换器。  　 在进行触发移相时，当一组晶闸管装置处于整流状态时，另一组便处于逆变状态，这是指控制角的工作状态而言的。实际上，这时逆变组除环流外并不流过负载电流，也就没有电能回馈电网，确切地说，它是处于“待逆变状态”，表示该组晶闸管装置是在逆变角控制下等待工作。当需要制动时，只要改变控制角，同时降低Udof和Udor，一旦电动机的反电动势E│Udor│=│Udof│时，整流组电流将被截止，逆变组才能真正投入逆变状态，使电动机产生回馈制动，将电能回馈电网。同样，当逆变组回馈电能时，另一组也是在等待着整流，可称为处于“待整流状态”。所以，在这种α=β配合控制下，负载电流可以很方便地按正反两个方向平滑过渡，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。 　 尽管a=p配合控制有很多优点，但是在实际系统中，由于参数的变化，元件的老化或其他干扰作用，控制角可能偏离α=β的关系。一旦变成α＜β，此时整流电压大于逆变电压，即使这个电压差别很小，但由于均衡电抗器对直流不起作用，仍将产生较大的直流平均环流，如果没有有效的控制，将是危险的。为了避免这些危险，在整定零位时应留出一定的裕度，使α略大于β，例如α=β十ψ，零位应整定为 这样，使任何时候整流电压均小于逆变电压，可以保证不产生直流平均环流，当然由瞬时电压差产生的瞬时脉动环流也降低了。只是ψ值不应过大，否则将产生两个问题：一是显著地缩小了移相范围，因为βmin。是整定好的，而现在αmin。必须大于βmin。，所以αmin比原来更大了，使晶闸管的容量得不到充分利用；二是造成明显的控制死区，例如在启动时，α从零位（α0=90°+1/2ψ）移到α=90°这一段时间内，整流电压一直为零。 　　系统的工作过程　　(1)停车状态 　 开关KF和KR均打开，给定电压Un=0，转速调节器ASR的输出Ui=0，电流调节器ACR的输出Uct=0，反向器AR的输出U￣ct=0，则αfo=βro=90°，两组晶闸管变流器输出平均电压均为零，电枢电流Id=0，电动机转速n=0。 　图3.11正向制动过程波形Ⅰ-正组逆变；Ⅱ一反组制动；Ⅱ1-反组建流（反接制动）；Ⅱ2-反组逆变；Ⅱ3-反向减流 　　(2)正向制动停车　　 整个正向制动的过程可按电流方向的不同分成两个主要阶段。在第一阶段中，电流Id由正向负载电流+IdL下降到零，其方向未变，只能仍通过正组晶闸管装置VF流通，这时正组将处于逆变状态，所以称作“正组逆变阶段”。在第二阶段里，电流方向变负，由零变为负向最大电流-Idm，维持一段时间后再衰减到负向负载电流-IdL，这时电流流过反组晶闸管装置VR，在允许的最大制动电流（-Idm）下转速迅速降低，所以这个阶段称为“反组制动阶段”。在正组逆变阶段中主要是电流降落，如图3. 11所示。而在反组制动阶段中主要是转速降落。下面对每个阶段作进一步的分析。 　 ①正组逆变阶段 　 系统正向稳定运行时各主要环节的电位极性如图3. 10所示，其中正向继电器KF闭合，转速给定信号Un为正，转速反馈信号Un为负，由于ASR的倒相作用，ASR的输出即电流给定信号Ui为负，电流反馈信号Ui为正，再经过ACR倒相后输出Uct为正，正组VF整流，αf90°；而Uct为负，反组VR逆变，βr90。。由于αf=βr，│Udor│=│Udof│，这时逆变组除环流外并不流过负载电流，没有电能回馈电网，称之为“待逆变状态”，表示该组晶闸管在逆变角控制