第3、4章(電力拖動控制系統(tǒng))

1、第第3章章 直流電動機直流電動機V-M可逆調(diào)速系統(tǒng)可逆調(diào)速系統(tǒng)3.1 V-M可逆系統(tǒng)主電路結(jié)構(gòu)形式及工作狀態(tài)可逆系統(tǒng)主電路結(jié)構(gòu)形式及工作狀態(tài)可逆系統(tǒng)的目的：獲得電機四象限的運行特性（正、反轉(zhuǎn)和電、制動）。可逆系統(tǒng)的目的：獲得電機四象限的運行特性（正、反轉(zhuǎn)和電、制動）。3.1.1 單組晶閘管供電切換電流極性的可逆電路單組晶閘管供電切換電流極性的可逆電路1切換電機電樞與電源之間連接極性切換電機電樞與電源之間連接極性a）用接觸器切換）用接觸器切換 b)用用晶晶閘管開關切換閘管開關切換2切換電機勵磁電流切換電機勵磁電流dUaEaIV- -M1C1C2C2Cfi圖圖3-2 切換電動機勵磁電流方向的可逆電

2、路切換電動機勵磁電流方向的可逆電路此方案比較經(jīng)濟，但只能用此方案比較經(jīng)濟，但只能用于不太頻繁切換的場合。于不太頻繁切換的場合。 2)工作原理：工作原理：l 象限工作：象限工作：1C斷、斷、2C合，合，V逆變，逆變，控制控制，使，使Ud略略 - -kE 時，時，VC 0，VD1不起作用；不起作用；當當 VD- -kE 時，時，VC Ea時，時，Io0，電，電動機正向電動。電路的電壓平衡方程為動機正向電動。電路的電壓平衡方程為ooaaoadii RLuEdt電動工作時，電動工作時，VT2、VD1并沒有參與工作，去并沒有參與工作，去掉這兩個元件后，電路與單象限工作電路完掉這兩個元件后，電路與單象限工

3、作電路完全一致，是一個典型的降壓斬波電路。全一致，是一個典型的降壓斬波電路。 lVT1、VT2互補工作，互補工作，VD2是是I0為正時的續(xù)為正時的續(xù)流二極管，流二極管，VD1是為是為I0為負時的續(xù)流二極管。為負時的續(xù)流二極管。l為了防止直流電源經(jīng)為了防止直流電源經(jīng)VT1、VT2直通短路，直通短路，GD2、GD1中應設延時電路以形成中應設延時電路以形成“死區(qū)死區(qū)”。 輸出電壓平均值輸出電壓平均值電動機最高空載轉(zhuǎn)速是電動機最高空載轉(zhuǎn)速是0max/denUC1odtdTUUUT圖圖4-3 電流可反向兩電流可反向兩象限斬波調(diào)速系統(tǒng)象限斬波調(diào)速系統(tǒng) 正向制動工況正向制動工況。當當UoEa 時，時，Io

4、反向反向 ，電動機工作在第，電動機工作在第象限的回饋制象限的回饋制動狀態(tài)。動狀態(tài)。dioudU2VTaE1VDaLoi兩象工作電路在發(fā)電狀態(tài)時的等效電路兩象工作電路在發(fā)電狀態(tài)時的等效電路 制動時，制動時，VT2或或VD1有電流，有電流，VT1和和VD2無電流。把不參與工作的無電流。把不參與工作的VT1、VD2去掉，可把電路重畫于右圖，圖中按習慣去掉，可把電路重畫于右圖，圖中按習慣畫法把能量輸入方即電機畫在了左邊。這畫法把能量輸入方即電機畫在了左邊。這就是典型的升壓斬波器電路。就是典型的升壓斬波器電路。電流的參考方向同前，實際為負值電流的參考方向同前，實際為負值 從上面的分析可知，圖從上面的分析

5、可知，圖4-3所示的電路可以實現(xiàn)正向回饋制動，制動時電流所示的電路可以實現(xiàn)正向回饋制動，制動時電流(轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩)反向，其運行象限為反向，其運行象限為、象限。該電路稱象限。該電路稱電流可反向的兩象限工作電路電流可反向的兩象限工作電路。3) 波形分析及能量傳遞波形分析及能量傳遞圖圖4-5 兩象限工作斬波調(diào)速系統(tǒng)從電動到制止轉(zhuǎn)換過程的兩象限工作斬波調(diào)速系統(tǒng)從電動到制止轉(zhuǎn)換過程的電壓電流波形及能量傳遞簡圖電壓電流波形及能量傳遞簡圖dUa)1VD1VT0i2VD2VTou0 0Tnb)圖圖4-6 電壓可反向的兩象限工作電路電壓可反向的兩象限工作電路a) 電路圖電路圖 b) 工作象限工作象限電壓可反向的兩象

6、限工作電路電壓可反向的兩象限工作電路3可四象限運行的電路可四象限運行的電路t000T0ub)c)d)e)f)t00u0i0i0u0itt0u0u0u0i0i0iTT0u0i0u0idU3VDa)2VD1VD4VD1VT4VT3VT2VTou0i0 0Tn圖圖4-7可四象限運行的斬波調(diào)速電路可四象限運行的斬波調(diào)速電路 a） 電路圖電路圖 b)e）、象限波形圖象限波形圖 f） 工作象限工作象限1.工作原理工作原理H型橋式斬波電路的工作模式非型橋式斬波電路的工作模式非常靈活，以最常用的可逆運行模式說常靈活，以最常用的可逆運行模式說明之。明之。VT1、VT2為一組，為一組，VT3、VT4為另一組，兩組

7、在一個為另一組，兩組在一個PWM斬斬波周期內(nèi)互補工作。波周期內(nèi)互補工作。2.輸出電壓的平均值輸出電壓的平均值3.優(yōu)點優(yōu)點:調(diào)節(jié)連續(xù)平滑調(diào)節(jié)連續(xù)平滑 ，四象限工作。，四象限工作。 21odtdTTUUUT4.2 直流斬波調(diào)速系直流斬波調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)*nUTGnUASRnUACR*iUiUcUPWMGTDCDCGMiU1系統(tǒng)原理圖系統(tǒng)原理圖t2交流電源供電時的制動交流電源供電時的制動l 泵升電壓的產(chǎn)生原因泵升電壓的產(chǎn)生原因 l 泵升電壓的抑制與能耗制動泵升電壓的抑制與能耗制動 DCDC0VD0R0VTC圖圖4-9限制泵升電壓的能耗制動電路限制泵升電壓的能耗制動電路 回饋制動狀態(tài)時，機械能變成電能送回直流側(cè)。這部分能量輸入直流環(huán)節(jié)回饋制動狀態(tài)時，機械能變成電能送回直流側(cè)。這部分能量輸入直流環(huán)節(jié)的濾波電容，對電容充電的結(jié)果是使電容器兩端的電壓不斷地升高。的濾波電容，對電容充電的結(jié)果是使電容器兩端的電壓不斷地升高。 設正常工作時設正常工作時Ud=500V, C=2200uF,回饋電功率是回饋電功率是 P=2.2kW,1秒鐘后電容的電壓值為秒