工學(xué)直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主要問題學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1工學(xué)直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主要工學(xué)直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主要(zhyo)問問題題第一頁，共69頁。第1頁/共68頁第二頁，共69頁。大類，下面分別闡述其工作原理。第2頁/共68頁第三頁，共69頁。第3頁/共68頁第四頁，共69頁。圖1 簡單(jindn)的不可逆PWM變換器-直流電動機(jī)系統(tǒng) VDUs+UgCVTidM+_Ea）主電路(dinl)原理圖 M21UdOtUg第4頁/共68頁第五頁，共69頁。第5頁/共68頁第六頁，共69頁。U, iUdEidUsttonT0圖1 b 電壓和電流波形O第6頁/共68頁第七頁，共69頁。ssondUUTtU輸出(shch)電壓方程 改變 （ 0 1 ）

2、即可調(diào)節(jié)電機(jī)(dinj)的轉(zhuǎn)速，若令 = Ud / Us為PWM電壓系數(shù)，則在不可逆PWM 變換器中 = (2)第7頁/共68頁第八頁，共69頁。均電壓 Ud 并沒有改變極性。第8頁/共68頁第九頁，共69頁。 主電路(dinl)結(jié)構(gòu)M+VD2Ug2Ug1VT2VT1VD1E4123CUs+MVT2Ug2VT1Ug1第9頁/共68頁第十頁，共69頁。電樞兩端，電流(dinli) id 沿圖中的回路1流通。第10頁/共68頁第十一頁，共69頁。用上。第11頁/共68頁第十二頁，共69頁。U, iUdEidUsttonT0O的不可逆電路波形（圖2b）完全一樣。圖2b 一般電動(din dn)狀態(tài)的

3、電壓、電流波形第12頁/共68頁第十三頁，共69頁。電動勢E還來不及變化，因而造成 E Ud 的局面，很快使電流id反向，VD2截止，VT2開始導(dǎo)通。第13頁/共68頁第十四頁，共69頁。第14頁/共68頁第十五頁，共69頁。U, iUdE-idUsttonT04444333VT2VT2VT2VD1VD1VD1VD1tUgO圖2c 制動狀態(tài)的電壓(diny)電流波形O第15頁/共68頁第十六頁，共69頁。作用。第16頁/共68頁第十七頁，共69頁。第4階段，VT2導(dǎo)通，電流 id 沿回路3流通第17頁/共68頁第十八頁，共69頁。圖2d。第18頁/共68頁第十九頁，共69頁。圖2d 輕載電動狀

4、態(tài)(zhungti)的電流波形4123TtonU, iUdEidUsttonT04123OidtOt4t2第19頁/共68頁第二十頁，共69頁。0 ton ton T 期間 工作狀態(tài) 0 t4 t4 ton ton t2 t2 T 一般電動 狀態(tài) 導(dǎo)通器件 電流回路 電流方向 VT1 1 + VD2 2 + 制動狀態(tài) 導(dǎo)通器件 電流回路 電流方向 VD1 4 VT2 3 輕載電動 狀態(tài) 導(dǎo)通器件 電流回路 電流方向 VD1 4 VT1 1 + VD2 2 + VT2 3 表1 二象限不可逆PWM變換器在不同工作(gngzu)狀態(tài)下的 導(dǎo)通器件和電流回路與方向第20頁/共68頁第二十一頁，共69

5、頁。PWM第21頁/共68頁第二十二頁，共69頁。+UsUg4M+-Ug3VD1VD2VD3VD4Ug1Ug2VT1VT2VT4VT3132AB4MVT1Ug1VT2Ug2VT3Ug3VT4Ug4第22頁/共68頁第二十三頁，共69頁。VT1 、 VT4截止， VD2 、 VD3續(xù)流， 并鉗位使VT2 、 VT3保持截止，電流 id 沿回路2流通，電動機(jī)M兩端電壓UAB = Us ；第23頁/共68頁第二十四頁，共69頁。Ug2 、 Ug3 為正， VT2 、VT3導(dǎo)通， Ug1 、 Ug4為負(fù)，使VT1 、 VT4保持截止，電流 id 沿回路3流通(litng)，電動機(jī)M兩端電壓UAB =

6、Us ；第24頁/共68頁第二十五頁，共69頁。U, iUdEid+UsttonT0-UsO(1) 正向電動(din dn)運行波形U, iUdEid+UsttonT0-UsO(2) 反向電動(din dn)運行波形第25頁/共68頁第二十六頁，共69頁。sonsonsond) 12(UTtUTtTUTtU第26頁/共68頁第二十七頁，共69頁。第27頁/共68頁第二十八頁，共69頁。第28頁/共68頁第二十九頁，共69頁。第29頁/共68頁第三十頁，共69頁。第30頁/共68頁第三十一頁，共69頁。第31頁/共68頁第三十二頁，共69頁。第32頁/共68頁第三十三頁，共69頁。式中的R、L

7、分別為電樞電路(dinl)的電阻和電感。 n 帶制動的不可逆電路電壓(diny)方程EtiLRiUdddd s（0 t ton） （6）EtiLRidd0dd（ton t T） （7）第33頁/共68頁第三十四頁，共69頁。EtiLRiUdddds( 0 t ton ) (8) n 雙極式可逆電路(dinl)電壓方程EtiLRiUdddds(ton t T ) (9) 第34頁/共68頁第三十五頁，共69頁。34）。第35頁/共68頁第三十六頁，共69頁。(10)nCRIERIUedds第36頁/共68頁第三十七頁，共69頁。s)，與電壓系數(shù)成正比，n0 = Us / Ce 。de0deesI

8、CRnICRCUneme0emeesTCCRnTCCRCUn第37頁/共68頁第三十八頁，共69頁。nId , TeOn0ssn0sn0sId , Te =1 第38頁/共68頁第三十九頁，共69頁。Id = 0 ，理想空載轉(zhuǎn)速會翹到n0sUs / Ce 。第39頁/共68頁第四十頁，共69頁。第40頁/共68頁第四十一頁，共69頁。PWM線性規(guī)律變化，但其響應(yīng)會有延遲，最大的時延是一個開關(guān)周期 T 。第41頁/共68頁第四十二頁，共69頁。UcUgUdPWM控制器PWM變換器圖21 PWM控制(kngzh)與變換器的框圖 第42頁/共68頁第四十三頁，共69頁。sTKsUsUsWse)()(

9、)(scds式中 Ks PWM裝置(zhungzh)的放大系數(shù)； Ts PWM裝置(zhungzh)的延遲時間， Ts T0 。 第43頁/共68頁第四十四頁，共69頁。1)(ssssTKsW與晶閘管裝置(zhungzh)傳遞函數(shù)完全一致。 第44頁/共68頁第四十五頁，共69頁。第45頁/共68頁第四十六頁，共69頁。第46頁/共68頁第四十七頁，共69頁。)0(/11onddsttEdtLiRiU)(/022TttEdtLiRiondd)(1tid)(2tid第47頁/共68頁第四十八頁，共69頁。可以得到n(19)n(20)dRiRIddRiRIEUdd)0(1ondsdttUULdi)

10、(2TttULdiondddtdid/1dtdid/2)(/ )()()()0(/)()0()(2211TttLttUtitittLtUUitionondonddondsdd第48頁/共68頁第四十九頁，共69頁?，F(xiàn)在時，其計算公式為ontt LtUUiitiondsddond/)()(minmax1Tt LtTUiiTiondddd/ )()(maxmin2LtTULtUUiiiondondsddd/ )(/)(minmaxTtUUonsd/ontLTUisd/ )1 (5 . 0fLULTUissd44max第49頁/共68頁第五十頁，共69頁。)0(/11onddsttEdtLiRiU)

11、(/22TttEdtLiRiUonddsLTULtUUisondsd2)1 (/)(2第50頁/共68頁第五十一頁，共69頁。fLULTUissd22max0第51頁/共68頁第五十二頁，共69頁。n 將（24）、（25）分別代入（26）、（27），得n（28）n（29）)0(/)(min1onondddttttiiti)()()(max2TtttttTiitionononddd)0()(/11onLdTttTtiCdtJd)()(/22TttTtiCdtJdonLdT)0(/min1onLondTdTttTttiCiCdtJd)()/()(/max2TttTtTttiCiCdtJdonLon

12、ondTdT第52頁/共68頁第五十三頁，共69頁。n（34）n（35）2/mindddiIi2/maxdddiIi)0(/ )2/1/(/1ononTttJttCdtd)()/()(2/1 (/2TtttTttCdtdonononT)0()(2)(121ondonTttCitttJCt)()(2)(22 2TttCitTttJCtondonTLdTTiConttt第53頁/共68頁第五十四頁，共69頁。度(sd)的初始值和終值，對應(yīng)的速度(sd)變化如下圖)0()(21ont)0()(12ontT111)()0(Cton222)()0(CtTon21CC 第54頁/共68頁第五十五頁，共69

13、頁。n 將（42）代入 （23），得到n（43）ont211min8CtiJCondT2max)(8CtTiJCondT01dtd02dtd)(21ontT TiJCdT8LmTTnTn8)1 (2第55頁/共68頁第五十六頁，共69頁。對轉(zhuǎn)速的影響可以忽略不計。n)5 . 0(322maxLmTTnTn第56頁/共68頁第五十七頁，共69頁。第57頁/共68頁第五十八頁，共69頁。其損耗仍然可以不計。因此動態(tài)損耗主要指和內(nèi)的開關(guān)損耗。nrtbtftbtrtft第58頁/共68頁第五十九頁，共69頁。)1 (fcscfttIircscrttIi第59頁/共68頁第六十頁，共69頁。n:大2/

14、)(frcssddttfIUfpP)(21)1 (00frcsstfcsstrcssdttIUdtttIUdtttIUprrsU第60頁/共68頁第六十一頁，共69頁。間對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響可忽略不計。32)(332. 0frlsopttTaf32)(26. 0frlsopttTafnomstsIIa 第61頁/共68頁第六十二頁，共69頁。C C+第62頁/共68頁第六十三頁，共69頁。第63頁/共68頁第六十四頁，共69頁。可以采用下圖中的鎮(zhèn)流電阻Rb 來消耗掉部分(b fen)動能。分流電路靠開關(guān)器件 VTb 在泵升電壓達(dá)到允許數(shù)值時接通。n 泵升電壓(diny)限制第64頁/共68頁第六十五頁，共69頁。過電壓信號UsRbVTbC+第65頁/共68頁第六十六頁，共69頁。第66頁/共68頁第六十七頁，共69頁。關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高；n直流電源采用(ciyng)不控整流時，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。第67頁/共68頁