电力拖动自动控制系统(第3)(陈伯时)第2讲.pptVIP

电机两端得到的平均电压为 (1-17) 式中 ? = ton / T 为 PWM 波形的占空比， 输出电压方程 改变 ? （ 0 ≤ ? 1 ）即可调节电机的转速，若令?? = Ud / Us为PWM电压系数，则在不可逆 PWM 变换器 ? = ? (1-18) 第六十三页，共一百零四页。 （2）有制动的不可逆PWM变换器电路 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。 需要制动时，必须为反向电流提供通路，如图1-17a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，只能工作在第一、二象限， 因为平均电压 Ud 并没有改变极性。 第六十四页，共一百零四页。 图1-17a 有制动电流通路的不可逆PWM变换器 主电路结构 M + - VD2 Ug2 Ug1 VT2 VT1 VD1 E 4 1 2 3 C Us + M VT2 Ug2 VT1 Ug1 第六十五页，共一百零四页。 工作状态与波形 一般电动状态 在一般电动状态中，始终为正值（其正方向示于图1-17a中）。设ton为VT1的导通时间，则一个工作周期有两个工作阶段： 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。 第六十六页，共一百零四页。 一般电动状态（续） 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。 因此，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。 第六十七页，共一百零四页。 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1-16b）完全一样。 b）一般电动状态的电压、电流波形 第六十八页，共一百零四页。 工作状态与波形（续） 制动状态 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。 第六十九页，共一百零四页。 制动状态的一个周期分为两个工作阶段： 在 0 ≤ t ≤ ton 期间，VT2 关断，－id 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。 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。 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1-17c。 第七十页，共一百零四页。 U, i Ud E id Us t ton T 0 4 4 4 4 3 3 3 VT2 VT2 VT2 VD1 VD1 VD1 VD1 t Ug O 输出波形 c）制动状态的电压﹑电流波形 第七十一页，共一百零四页。 工作状态与波形（续） 轻载电动状态 有一种特殊情况，即轻载电动状态，这时平均电流较小，以致在关断后经续流时，还没有到达周期 T ，电流已经衰减到零，此时，因而两端电压也降为零，便提前导通了，使电流方向变动，产生局部时间的制动作用。 第七十二页，共一百零四页。 轻载电动状态，一个周期分成四个阶段： 第1阶段，VD1续流，电流 – id 沿回路4流通. 第2阶段，VT1导通，电流 id 沿回路1流通. 第3阶段，VD2续流，电流 id 沿回路2流通. 第4阶段，VT2导通，电流 – id 沿回路3流通. 第七十三页，共一百零四页。 整流与逆变状态 当 0 ? ?/2 时，Ud0 0 ，晶闸管装置处于整流状态，电功率从交流侧输送到直流侧； 当 ?/2 ? ?max 时， Ud0 0 ，装置处于有源逆变状态，电功率反向传送。 为避免逆变颠覆，应设置最大的移相角限制。