電力拖動(dòng)與運(yùn)動(dòng)控制課件可逆調(diào)速系統(tǒng)

1、第三章可逆調(diào)速系統(tǒng)主要內(nèi)容CSSSE結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)電樞反接可逆線路勵(lì)磁反接可逆線路晶閘管裝置的逆變狀態(tài)與直流電的回饋制動(dòng)晶閘管整流電變的狀態(tài)直流電的回饋制動(dòng)環(huán)流環(huán)流及其種類直流平均環(huán)流與配合控制自然環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)重點(diǎn)內(nèi)容2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)2主要內(nèi)容CSSSE結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)電樞反接可逆線路勵(lì)磁反接可逆線路晶閘管裝置的逆變狀態(tài)與直流電環(huán)流的回饋制動(dòng)2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)3CSSSE一、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)可逆調(diào)速系統(tǒng)：電能改變其旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)矩公式T C I 可知，要改變電由直流電eTd旋轉(zhuǎn)方向，可改變流入電樞繞組的電流方向，或者是改變勵(lì)磁磁場(chǎng)方向?qū)?yīng)有兩種可逆線路的實(shí)現(xiàn)方式：電樞

2、反接可逆線路和勵(lì)磁反接可逆線路2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)4CSSSE電樞反接可逆線路一套開關(guān)一套晶閘管裝置供電：使用接觸器切換的可逆線路，適用于不經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械使用晶閘管開關(guān)切換的可逆線路，適用于中小容量的可逆拖動(dòng)適用于要求頻繁正反轉(zhuǎn)運(yùn)行的機(jī)械電正轉(zhuǎn)時(shí)由正組晶閘管供電；反轉(zhuǎn)時(shí)由反組晶閘管供電兩組晶閘管分別由兩套觸發(fā)裝置控制一般情況下不允許兩組晶閘管同時(shí)處于整流狀態(tài)2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)5CSSSE電樞反接可逆線路用接觸器切換的可逆線路用晶閘管開關(guān)切換的可逆線路2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)6CSSSE電樞反接可逆線路2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系

3、統(tǒng)7CSSSE電樞反接可逆線路2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)8CSSSE勵(lì)磁反接可逆線路優(yōu)點(diǎn)：投資較少，經(jīng)濟(jì)性好缺點(diǎn)：反向時(shí)間過長(zhǎng)，需要“強(qiáng)迫勵(lì)磁” 在磁通減弱時(shí)要控制電樞電流為零適用于對(duì)快速性要求不高，正反轉(zhuǎn)不太頻繁的大容量可逆系統(tǒng)2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)9主要內(nèi)容CSSSE與特點(diǎn)管裝置的逆變狀態(tài)與直流電的回饋制動(dòng)晶閘管整流電路的整流與逆變的狀態(tài)直流電的回饋制動(dòng)環(huán)流2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)10結(jié)構(gòu)晶閘二、晶閘管裝置的CSSSE逆變狀態(tài)與直流電的回饋制動(dòng)基本概念：整流：AC逆變：DCDCAC整流器逆變器有源逆變：將DC逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率的AC反送到電網(wǎng)上（直

4、流調(diào)速中會(huì)遇到）無源逆變：將DC逆變?yōu)槟骋活l率或頻率可調(diào)的AC供給負(fù)載（交流調(diào)速的基礎(chǔ)）2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)11二、晶閘管裝置的CSSSE逆變狀態(tài)與直流電的回饋制動(dòng)負(fù)載為電時(shí)的電動(dòng)狀態(tài)與逆變狀態(tài)： Ud EaE 時(shí)，I電動(dòng)狀態(tài)：U，電能由電網(wǎng)流向電dadRU E逆變狀態(tài)：U E 時(shí)，I能由電流向電網(wǎng)dadR電動(dòng)狀態(tài)逆變狀態(tài)2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)12二、晶閘管裝置的CSSSE逆變狀態(tài)與直流電的回饋制動(dòng)逆變條件：有直流電源，其極性與晶閘管導(dǎo)通方向一致 Ea Ud Ea1.2.3.晶閘管控制角 90，使U 輸出負(fù)電壓d2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)13二、晶

5、閘管裝置的CSSSE逆變狀態(tài)與直流電的回饋制動(dòng)直流電的制動(dòng)方式通常有：停車、能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)、回饋制動(dòng)停車制動(dòng)與位能性負(fù)載下動(dòng)有區(qū)別：1.停車制動(dòng)是電由運(yùn)行值下降的過渡過程（制動(dòng)過程）；位能性負(fù)載下放重物的制動(dòng)是一種轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)（制動(dòng)運(yùn)行）2.停車制動(dòng)電制動(dòng)電工作在第二象限；位能性負(fù)載下放重物的工作在第四象限2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)14二、晶閘管裝置的CSSSE逆變狀態(tài)與直流電的回饋制動(dòng)電停車制動(dòng)時(shí)要經(jīng)過晶閘管整流裝置回饋能量，晶閘管裝置必須工作在逆變狀態(tài)，并且要求電向，此時(shí)不可逆變流器無法勝任該工作。必須有另外一組晶閘管工作在逆變狀態(tài)來完成停車制動(dòng)工作，這就要求有兩組晶

6、閘管裝置組成可逆線路不可逆變流器2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)15二、晶閘管裝置的CSSSE逆變狀態(tài)與直流電的回饋制動(dòng)電正向電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，正組晶閘管工作在整流狀態(tài)，反組晶閘管裝置不工作；可逆變流器制動(dòng)時(shí)，反組晶閘管裝置工作在逆變狀態(tài)，正組晶閘管停止工作，電處于發(fā)電狀態(tài)。即使不要求電正反轉(zhuǎn)只要求快速制動(dòng)，也應(yīng)該采用兩組晶閘管整流裝置的反并聯(lián)線路2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)16二、晶閘管裝置的CSSSE逆變狀態(tài)與直流電的回饋制動(dòng)2016-11-417動(dòng)畫演示第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)工作狀態(tài)正向運(yùn)行正向制動(dòng)反向運(yùn)行反向制動(dòng)電樞端電壓極性電樞電流極性電旋轉(zhuǎn)方向電運(yùn)行狀態(tài)電動(dòng)回饋發(fā)電電動(dòng)回饋

7、發(fā)電晶閘管工作的組別和狀態(tài)正組整流反組逆變反組整流正組逆變機(jī)械特性所在象限1234主要內(nèi)容CSSSE結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)晶閘管裝置的逆變狀態(tài)與直流電環(huán)流的回饋制動(dòng)環(huán)流及其種類直流平均環(huán)流與配合控制自然環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)18CSSSE三、環(huán)流2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)19CSSSE三、環(huán)流直流平均環(huán)流環(huán)流分類靜態(tài)環(huán)流瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流動(dòng)態(tài)環(huán)流2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)20直流平均環(huán)流與配合控制CSSSE正組晶閘管VF和反組晶閘管VR都處于工作狀態(tài)時(shí)將造成電源短路，該短路電流就是直流平均環(huán)流2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)21直流平均環(huán)流與配合控制

8、CSSSE為了對(duì)環(huán)流有效地加以控制，需要使正組晶閘管VF的控制角f 和反組晶閘定的關(guān)系，將其稱為配合控制制角r兩者之間滿足一2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)22直流平均環(huán)流與配合控制消除直流平均環(huán)流方法：VF整流Udof 為正時(shí)，應(yīng)該使VR逆變Udor為負(fù)，Udof UdorCSSSE k1U2 cos f ，Udor k2U2 cosrUdof f 與r 分別為VF和VR的控制角；U2為交流電源相電壓cos f cosr則有 r 逆變角rr f r f 180 180或2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)23直流平均環(huán)流與配合控制 工作制配合控制的可逆電路CSSSEGTF：正組觸發(fā)裝

9、置 GTR：反組觸發(fā)裝置 AR：反號(hào)器觸發(fā)裝置的移相控制特性2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)24直流平均環(huán)流與配合控制配合控制的實(shí)現(xiàn)方法：CSSSE 0時(shí)， f 0 r 0 r 0 90 ，U Udr 0，電1.2.Uct處于停車狀態(tài)；df增大Uct的移相，使兩組觸發(fā)裝置的Uct 大小相等、方向相反，則在Uct增大過程中，始終有 f r，Udf Udr注意：，要限制最小逆變角min。相應(yīng)地，也要設(shè)定1.為防止逆變min。2.應(yīng)盡量避免直流平均環(huán)流，但如果控制的好，少量直流平均環(huán)流會(huì)改善系統(tǒng)動(dòng)、靜態(tài)特性2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)25自然環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)CSSSE定義：按 配合控

10、制，系統(tǒng)中沒有直流平均環(huán)流僅有脈動(dòng)環(huán)流的有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)組成：1.2.3.4.環(huán)流電抗器，1個(gè)平波電抗器Ld三相橋式晶閘管裝置反并雙閉環(huán)系統(tǒng)，ASR和ACR均為雙向輸出限幅正、反組觸發(fā)電壓始終保持大小相等、方向相反可逆運(yùn)行，U *有正負(fù)極性，反饋信號(hào)也應(yīng)有極性顯示n2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)26 工作制配合控制的有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)原理框圖自然環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)CSSSE2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)27自然環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)工作過程以正相工作為例：正常運(yùn)行：CSSSEKF閉合KR打開，U *正U*正，VF整流VR待逆變n2016-11-4第三章可逆調(diào)速系統(tǒng)28自然環(huán)流

11、SE系統(tǒng)停車過程的簡(jiǎn)單介紹：正組逆變：發(fā)出停車指令，U *突降為0導(dǎo)致U 躍變?yōu)閁1.，VF逆變VRnctctm待整流，Ld維持正向電流迅速下降到0反組建流：Id 變負(fù)且Id Idm前，ACR仍飽和，VR整流，反向電流迅速增長(zhǎng)，開始反組逆變：Id 達(dá)到并略超過 Idm時(shí)，ACR退飽和，Uct急劇變正，VR逆2.3.變VF待整流，ACR維持Id Idm，電恒反接制動(dòng)：Uct、Udr、Ea、n同步衰減至Udr 0時(shí)，Ea無法維持 Idm，電流反向衰減，VR再次整流，反復(fù)調(diào)節(jié)使n降到0甚至反轉(zhuǎn)，ASR退飽和并與ACR同時(shí)調(diào)節(jié)，使得Id 和n迅速變0，結(jié)束制動(dòng)4.動(dòng)畫演示29 工作制配合控制的有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)原理框圖2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)可逆調(diào)速系統(tǒng)CSS正向制動(dòng)過程波形波形及主回路狀態(tài)本章小結(jié)CSSSE對(duì)于需要快速電氣制動(dòng)的不可逆調(diào)速系統(tǒng)和可逆運(yùn)行的生產(chǎn)機(jī)械均要采用可逆線路采用兩組晶閘管裝置反并聯(lián)或交叉連接是可逆系統(tǒng)中的典型線路，但是隨之而來的是可逆系統(tǒng)中的重要問題環(huán)流按照環(huán)流控制方法的不同，可逆系統(tǒng)分為有環(huán)流系統(tǒng)和無環(huán)流系統(tǒng)。有環(huán)流系統(tǒng)又可以分為自然環(huán)流和可控環(huán)流可逆系統(tǒng)；無環(huán)流系統(tǒng)分為邏輯無環(huán)流和錯(cuò)位無環(huán)流自然環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)采用 配合控制，沒有直流環(huán)流，但是會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)環(huán)流2016-11-4第三章 可逆調(diào)速系統(tǒng)30本章重點(diǎn)內(nèi)容C