第4章电力拖动控制系统

第 3章 直流电动机 V-M可逆调速系统3.1 V-M可逆系统主电路结构形式及工作状态可逆系统的目的：获得电机四象限的运行特性（正、反转和电、制动）。3.1.1 单组晶闸管供电切换电流极性的可逆电路1切换电机电枢与电源之间连接极性a） 用接触器切 换 b)用 晶 闸 管开关切 换2切换电机励磁电流图 3-2 切 换电动 机励磁 电 流方向的可逆 电 路此方案比较经济，但只能用于不太频繁切换的场合。 2)工作原理：l 象限工作：1C断、 2C合， V逆变，控制 ，使 Ud略 -kE 时， VC 0， VD1不起作用；当 VDEa时， Io0，电动机正向电动。电路的电压平衡方程为电动 工作 时 ， VT2、 VD1并没有参与工作，去掉 这 两个元件后， 电 路与 单 象限工作 电 路完全一致，是一个典型的降 压斩 波 电 路。 lVT1、 VT2互补工作， VD2是 I0为正时的续流二极管， VD1是为 I0为负时的续流二极管。l为了防止直流电源经 VT1、 VT2直通短路，GD2、 GD1中应设延时电路以形成 “死区 ”。 输 出 电压 平均 值电动 机最高空 载转 速是图 4-3 电流可反向两象限斩波调速系统 正向制 动 工况 。 当 Uo Ud 。l 若若 Ea Ud ， 则发电电流不再可控，电流将变得很大而不允许。则发电电流不再可控，电流将变得很大而不允许。 l 该电路用作发电运行，则发电机该电路用作发电运行，则发电机 (直流电机直流电机 )可变速发电，可变速发电，在转速在转速 0 n0max的范围内，都可向恒直流电压源实现电流大小可控的发电。的范围内，都可向恒直流电压源实现电流大小可控的发电。制动时， VT2或 VD1有电流， VT1和VD2无电流。把不参与工作的 VT1、 VD2去掉，可把电路重画于右图，图中按习惯画法把能量输入方即电机画在了左边。这就是典型的升压斩波器电路。电流的参考方向同前，实际为负值从上面的分析可知，图 4-3所示的电路可以实现正向回馈制动，制动时电流 (转矩 )反向，其运行象限为 、 象限。该电路称 电流可反向的两象限工作电路 。3) 波形分析及能量传递图 4-5 两象限工作 斩 波 调 速系 统 从 电动 到制止 转换过 程的电压电 流波形及能量 传递简图图 4-6 电压 可反向的两象限工作 电 路a) 电 路 图 b) 工作象限电压可反向的两象限工作电路3可四象限运行的电路图 4-7 可四象限运行的 斩 波 调 速 电 路a） 电 路 图b) e） 、 、 、 象限波形 图f） 工作象限1.工作原理H型桥式斩波电路的工作模式非常灵活，以最常用的可逆运行模式说明之。 VT1、 VT2为一组， VT3、VT4为另一组，两组在一个 PWM 斩波周期内互补工作。2.输出电压的平均值3.优点 :调节连续平滑 ，四象限工作。 4.2 直流斩波调速系统1系统原理图l 转速、电流双闭环转速、电流双闭环 l GM为载波（三角波或锯齿波）发生器为载波（三角波或锯齿波）发生器l PWM 为脉宽调制单元，为脉宽调制单元，其输入信号是控制电平其输入信号是控制电平 Uc， 输出的是占空比为输出的是占空比为 的的 PWM 信号信号l GT为驱动电路为驱动电路 , 内应设置防止上下桥臂直通的内应设置防止上下桥臂直通的 “ 死区死区 ” 2交流电源供电时的制动l 泵升电压的产生原因 l 泵升电压的抑制与能耗制动 图 4-9 限制 泵 升 电压 的能耗制 动电 路回馈制动状态时 ， 机械能变成电能送回直流侧。这部分能量输入直流环节的滤波电容，对电容充电的结果是使电容器两端的电压不断地升高。 设正常工作时 Ud=500V, C=220