第四章可逆調(diào)速系統(tǒng)和位置隨動系統(tǒng)

第四章可逆調(diào)速系統(tǒng)和位置隨動系統(tǒng)第1頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月4.1可逆直流調(diào)速系統(tǒng)本章知識點(diǎn)1、晶閘管-電動機(jī)系統(tǒng)的可逆線路2、晶閘管-電動機(jī)系統(tǒng)的回饋制動3、兩組晶閘管可逆線路中的環(huán)流4、有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)5、無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)第2頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月問題的提出：

有許多生產(chǎn)機(jī)械要求電動機(jī)既能正轉(zhuǎn)，又能反轉(zhuǎn)，而且常常還需要快速地起動和制動，這就需要電力拖動系統(tǒng)具有四象限運(yùn)行的特性，也就是說，需要可逆的調(diào)速系統(tǒng)。根據(jù)直流電動機(jī)的運(yùn)動方程知有兩種改變電機(jī)轉(zhuǎn)動方向的方法：改變電樞電壓的極性，或者改變勵磁磁通，都能夠改變直流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，然而當(dāng)電機(jī)采用電力電子裝置供電時，由于電力電子器件的單向?qū)щ娦裕枰獙Ｓ玫目赡骐娏﹄娮友b置和自動控制系統(tǒng)。第3頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月4.1.2有環(huán)流控制的可逆晶閘管-電動機(jī)系統(tǒng)1.

V-M系統(tǒng)的可逆線路可以改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的方法：根據(jù)電機(jī)原理，改變電樞電壓的極性，或者改變勵磁磁通的方向，都能夠改變直流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。因此，V-M系統(tǒng)的可逆線路有兩種方式：1、電樞反接可逆線路2、勵磁反接可逆線路第4頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月1）.電樞反接可逆線路電樞反接可逆線路的形式有多種，這里介紹如下3種方式：（1）接觸器開關(guān)切換的可逆線路（2）晶閘管開關(guān)切換的可逆線路（3）兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆線路第5頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）接觸器開關(guān)切換的可逆線路KMF閉合，電動機(jī)正轉(zhuǎn)；KMR閉合，電動機(jī)反轉(zhuǎn)。Ud+Id–IdMM~V+-KMFKMFKMRKMR接觸器開關(guān)這種方法的目的就是通過KMF和KMR的接通或斷開來改變電樞電壓的極性，從而改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。第6頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）晶閘管切換的可逆線路VT1、VT4導(dǎo)通，電動機(jī)正轉(zhuǎn)；VT2、VT3導(dǎo)通，電動機(jī)反轉(zhuǎn)。Ud–IdM+IdM~V+-VT1VT4VT2VT3注意：要加續(xù)流裝置晶閘管開關(guān)這種方法的原理與接觸器開關(guān)切換的可逆線路的相同，但在使用中線路實現(xiàn)復(fù)雜。第7頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月接觸器切換可逆線路的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：僅需一組晶閘管裝置，簡單、經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)：有觸點(diǎn)切換，開關(guān)壽命短；

需自由停車后才能反向，時間長。應(yīng)用：不經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械。晶閘管切換可逆線路的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：無觸點(diǎn)切換，開關(guān)壽命長。缺點(diǎn)：線路復(fù)雜，需自由停車后才能反向，時間長。應(yīng)用：不經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械。第8頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆線路由于晶閘管的單向?qū)щ娦裕枰赡孢\(yùn)行時經(jīng)常采用兩組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)的可逆線路，兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆供電方式如下圖所示。a)電路結(jié)構(gòu)MVRVFId-Id+--+--兩組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)可逆線路

b)運(yùn)行范圍-n-IdnO正向反向Id第9頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月

兩組晶閘管裝置可逆運(yùn)行模式

電動機(jī)正轉(zhuǎn)時，由正組晶閘管裝置VF供電；反轉(zhuǎn)時，由反組晶閘管裝置VR供電。

MVRVFId-Id+--+--第10頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月

兩組晶閘管裝置可逆運(yùn)行模式

兩組晶閘管分別由兩套觸發(fā)裝置控制，都能靈活地控制電動機(jī)的起、制動和升、降速。注意：不允許讓兩組晶閘管同時處于整流狀態(tài)，否則將造成電源短路，因此對控制電路提出了嚴(yán)格的要求。MVRVFId-Id+--+--第11頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月2）勵磁反接可逆線路與電樞反接可逆線路一樣，可以采用接觸器開關(guān)或晶閘管開關(guān)切換方式，也可采用兩組晶閘管反并聯(lián)供電方式來改變勵磁方向。勵磁反接可逆線路見下圖，電動機(jī)電樞用一組晶閘管裝置供電，勵磁繞組由另外的兩組晶閘管裝置供電。MVId+-VRVFId-Id+--+電樞控制電路勵磁反接可逆供電方式第12頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月勵磁反接可逆供電方式晶閘管反并聯(lián)勵磁反接可逆線路MVId+-VRVFId-Id+--+勵磁反接的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：供電裝置功率小。由于勵磁功率僅占電動機(jī)額定功率的1~5%，因此，采用勵磁反接方案，所需晶閘管裝置的容量小、投資少、效益高。缺點(diǎn)：改變轉(zhuǎn)向時間長。由于勵磁繞組的電感大，勵磁反向的過程較慢；又因電動機(jī)不允許在失磁的情況下運(yùn)行，因此系統(tǒng)控制相對復(fù)雜一些。第13頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)（1）V-M系統(tǒng)的可逆線路可分為兩大類：電樞反接可逆線路——電樞反接反向過程快，但需要較大容量的晶閘管裝置；勵磁反接可逆線路——勵磁反接反向過程慢，控制相對復(fù)雜，但所需晶閘管裝置容量小。（2）每一類線路又可用不同的換向方式：接觸器切換線路—適用于不經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械；晶閘管開關(guān)切換線路—適用于中、小功率的可逆系統(tǒng)；兩組晶閘管反并聯(lián)線路—適用于各種可逆系統(tǒng)。第14頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月2、晶閘管-電動機(jī)系統(tǒng)的回饋制動1）晶閘管裝置的整流和逆變狀態(tài)在兩組晶閘管反并聯(lián)線路的V-M系統(tǒng)中，晶閘管裝置可以工作在整流或有源逆變狀態(tài)。在電流連續(xù)的條件下，晶閘管裝置的平均理想空載輸出電壓為：（4-1）

第15頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)控制角為

90°，晶閘管裝置處于整流狀態(tài)；當(dāng)控制角為

90°，晶閘管裝置處于逆變狀態(tài)。

因此在整流狀態(tài)中，Ud0為正值；在逆變狀態(tài)中，Ud0為負(fù)值。為了方便起見，定義逆變角

=180

–

，則逆變電壓公式可改寫為

Ud0=－Ud0maxcos

（4-2）

逆變電壓公式第16頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月2）單組晶閘管裝置的有源逆變單組晶閘管裝置供電的V-M系統(tǒng)在拖動起重機(jī)類型的負(fù)載時也可能出現(xiàn)整流和有源逆變狀態(tài)。

a）整流狀態(tài)：提升重物，

90°，Ud0

E，n

0由電網(wǎng)向電動機(jī)提供能量。-+Ud0RM+-nEV--PId能量方向第17頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月b）逆變狀態(tài)：放下重物

90°，Ud0

E，n0

由電動機(jī)向電網(wǎng)回饋能量。

+-+--Ud0RMnEV--PId注意：電流方向沒變，但電壓方向改變，使電動機(jī)向電網(wǎng)回饋能量。

能量方向第18頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月n-nIdTe提升放下c）機(jī)械特性整流狀態(tài)：

90°，Ud0

E，n0電動機(jī)工作于第1象限逆變狀態(tài)：

90°，Ud0

E，n0

電動機(jī)工作于第4象限TL單組V-M系統(tǒng)帶起重機(jī)類型負(fù)載時的整流和逆變狀態(tài)

注意：電流的方向沒有改變！

第19頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月3）兩組晶閘管裝置反并聯(lián)的整流和逆變

兩組晶閘管裝置反并聯(lián)的整流和逆變電路工作原理與特點(diǎn)：兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆線路的整流和逆變狀態(tài)原理相同，只是出現(xiàn)逆變狀態(tài)的具體條件不一樣。MVRVFId-Id+--+--第20頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）正組晶閘管裝置VF整流VF處于整流狀態(tài)：此時，

f90°，Ud0f

E，n

0電機(jī)從電路輸入能量作電動運(yùn)行。兩組晶閘管反并聯(lián)可逆V-M系統(tǒng)的正組整流和反組逆變狀態(tài)（1）正組整流電動運(yùn)行,反組逆變MVRVFId+-+---P+-第21頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月VR處于逆變狀態(tài)：此時，

r90°，E>|Ud0r|，n＞0，

電機(jī)輸出電能實現(xiàn)回饋制動。（2）反組晶閘管裝置VR逆變回饋制動時，電機(jī)反電動勢的極性未變，要回饋電能必須產(chǎn)生反向電流，由于電子器件的單向?qū)щ娦?，只能利用控制電路切換到反組晶閘管裝置VR，使它工作在逆變狀態(tài)。MVRVF-Id+-+—--P+-VR工作在逆變狀態(tài)(電壓為負(fù),電流為正實現(xiàn)回饋必須滿足兩個條件：①

E>|Ud0r|(改變電機(jī)電流方向),改變

f可實現(xiàn).②反組工作在逆變狀態(tài).改變

r可實現(xiàn)第22頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）機(jī)械特性范圍Id-Idn反組逆變回饋制動正組整流電動運(yùn)動機(jī)械特性運(yùn)行范圍整流狀態(tài)：

V-M系統(tǒng)工作在第一象限。

逆變狀態(tài)：

V-M系統(tǒng)工作在第二象限。注意:轉(zhuǎn)速方向沒變,但電流方向發(fā)生變化。第23頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）V-M系統(tǒng)的四象限運(yùn)行

在可逆調(diào)速系統(tǒng)中，正轉(zhuǎn)運(yùn)行時可利用反組晶閘管實現(xiàn)回饋制動，反轉(zhuǎn)運(yùn)行時同樣可以利用正組晶閘管實現(xiàn)回饋制動。這樣，采用兩組晶閘管裝置的反并聯(lián)，就可實現(xiàn)電動機(jī)的四象限運(yùn)行。歸納起來，可將可逆線路正反轉(zhuǎn)時晶閘管裝置和電機(jī)的工作狀態(tài)列于表4-1中。

第24頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月V-M系統(tǒng)反并聯(lián)可逆線路的工作狀態(tài)

V-M系統(tǒng)的工作狀態(tài)正向運(yùn)行正向制動反向運(yùn)行反向制動電樞端電壓極性++－－電樞電流極性+－－+電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向++－－電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)電動回饋發(fā)電電動回饋發(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)械特性所在象限一二三四第25頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月反并聯(lián)的晶閘管裝置的其他應(yīng)用即使是不可逆的調(diào)速系統(tǒng)，只要是需要快速的回饋制動，常常也采用兩組反并聯(lián)的晶閘管裝置，由正組提供電動運(yùn)行所需的整流供電，反組只提供逆變制動。

這時，兩組晶閘管裝置的容量大小可以不同，反組只在短時間內(nèi)給電動機(jī)提供制動電流，并不提供穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的電流，實際采用的容量可以小一些。第26頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月3.可逆V-M系統(tǒng)中的環(huán)流問題

1）環(huán)流及其種類環(huán)流的定義：采用兩組晶閘管反并聯(lián)的可逆V-M系統(tǒng)，如果兩組裝置的整流電壓同時出現(xiàn)，便會產(chǎn)生不流過負(fù)載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流，稱作環(huán)流，如下圖中所示。第27頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月反并聯(lián)可逆V-M系統(tǒng)中的環(huán)流

環(huán)流的形成Ic

—環(huán)流Id

—負(fù)載電流

MVRVFUd0f+--+Ud0rRrecRrecRa--~~IdIc注意:電流不流過電機(jī)!第28頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)流的危害和利用危害：一般地說，環(huán)流對負(fù)載無益，加重晶閘管和變壓器的負(fù)擔(dān)，消耗功率，環(huán)流太大時會導(dǎo)致晶閘管損壞，因此應(yīng)該予以抑制或消除。利用：只要合理的對環(huán)流進(jìn)行控制，保證晶閘管的安全工作，可以利用環(huán)流作為流過晶閘管的基本負(fù)載電流，使電動機(jī)在空載或輕載時可工作在晶閘管裝置的電流連續(xù)區(qū)，以避免電流斷續(xù)引起的非線性對系統(tǒng)性能的影響。第29頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)流的分類

在不同情況下，會出現(xiàn)下列不同性質(zhì)的環(huán)流：（1）靜態(tài)環(huán)流：兩組可逆線路在一定控制角下穩(wěn)定工作時出現(xiàn)的環(huán)流，其中又有兩類：直流平均環(huán)流：由晶閘管裝置輸出的直流平均電壓差所產(chǎn)生的環(huán)流稱作直流平均環(huán)流。瞬時脈動環(huán)流：兩組晶閘管輸出的直流平均電壓差為零，但因電壓波形不同，瞬時電壓差仍會產(chǎn)生脈動的環(huán)流，稱作瞬時脈動環(huán)流。

第30頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)流的分類（續(xù)）（2）動態(tài)環(huán)流——僅在可逆V-M系統(tǒng)處于過渡過程中出現(xiàn)的環(huán)流。這里，主要分析靜態(tài)環(huán)流的形成原因，并討論其控制方法和抑制措施。第31頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月2）直流平均環(huán)流與配合控制

在兩組晶閘管反并聯(lián)的可逆V-M系統(tǒng)中，如果讓正組VF和反組VR都處于整流狀態(tài)，兩組的直流平均電壓正負(fù)相連，必然產(chǎn)生較大的直流平均環(huán)流。MVRVFUd0f+--+Ud0rRrecRrecRa--~~IdIc第32頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月為了防止直流平均環(huán)流的產(chǎn)生，需要采取必要的措施，比如：采用封鎖觸發(fā)脈沖的方法，在任何時候，只允許一組晶閘管裝置工作；采用配合控制的策略，使一組晶閘管裝置工作在整流狀態(tài)，另一組則工作在逆變狀態(tài)。第33頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）配合控制原理為了防止產(chǎn)生直流平均環(huán)流，應(yīng)該當(dāng)正組處于整流狀態(tài)時，強(qiáng)迫讓反組處于逆變狀態(tài)，且控制其幅值與之相等，用逆變電壓把整流電壓頂住，則直流平均環(huán)流為零。于是：Ud0r=－Ud0fUd0f=Ud0maxcos

fUd0r=Ud0maxcos

r其中

f

和

r

分別為VF和VR的控制角。MVRVFUd0f+-＋－Ud0rRrecRa-~~IdIc＋第34頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月

由于兩組晶閘管裝置相同，兩組的最大輸出電壓Ud0max一樣，因此，要使直流平均環(huán)流為零，應(yīng)有cos

r=–cos

f或

r+

f=180

如果反組的控制用逆變角

r表示，則

f=

r由此可見，按照

f=

r來控制就可以消除直流平均環(huán)流，稱作

=

配合控制。為了更可靠地消除直流平均環(huán)流，可采用:

f≥

r即:整流電壓小于逆變電壓

第35頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）配合控制方法

為了實現(xiàn)

f≥

r配合控制，可將兩組晶閘管裝置的觸發(fā)脈沖零位都定在90°，即當(dāng)控制電壓Uc=0時，使

f

=

r

=90°，此時Ud0f

=Ud0r

=

0，電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)。增大控制電壓Uc移相時，只要使兩組觸發(fā)裝置的控制電壓大小相等符號相反就可以了。這樣的觸發(fā)控制電路示于下圖。第36頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月GTF--正組觸發(fā)裝置GTR--反組觸發(fā)裝置AR--反號器MVRVFRrecRrec-1ARGTRGTFUcRa（3）

=

配合控制電路用同一個控制電壓去控制兩組觸發(fā)裝置，正組觸發(fā)裝置GTF由Uc控制，而反組觸發(fā)裝置GTR由Uc=-Uc控制，-Uc是經(jīng)過反號器AR后獲得的。第37頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月配合控制移相特性

-

UcmUc90o

rmin180o0oUcm90o0o180o

fmin

fmin

rmin

r

fCTRCTFUc1（4）

=

配合控制特性

=

配合控制系統(tǒng)的移相控制特性示于下圖。移相時，如果一組晶閘管裝置處于整流狀態(tài)，另一組便處于逆變狀態(tài)，這是指控制角的工作狀態(tài)而言的。第38頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）

=

控制的工作狀態(tài)待逆變狀態(tài)——

=

時逆變組只是處于“待逆變狀態(tài)”，表示該組晶閘管裝置是在逆變角控制下等待工作。MVRVFUd0f+-＋－Ud0rRrecRa-~~IdIc＋第39頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）

=

控制的工作狀態(tài)逆變狀態(tài)——只有在制動時，當(dāng)發(fā)出信號改變控制角后，同時降低了整流電壓和逆變電壓的幅值，一旦電機(jī)反電動勢E>|Ud0r|=|Ud0f|，整流組電流將被截止，逆變組才真正投入逆變工作，使電機(jī)產(chǎn)生回饋制動，將電能通過逆變組回饋電網(wǎng)。待整流狀態(tài)——同樣，當(dāng)逆變組工作時，另一組也是在等待著整流，可稱作處于“待整流狀態(tài)”。MVRVFUd0f+-＋－Ud0rRrecRa-~~IdIc＋第40頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)論：在

=

配合控制下，負(fù)載電流可以迅速地從正向到反向（或從反向到正向）平滑過渡，在任何時候，實際上只有一組晶閘管裝置在工作在整流狀態(tài)，另一組則處于等待工作的狀態(tài)。第41頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月（6）最小逆變角限制

為了防止晶閘管裝置在逆變狀態(tài)工作中逆變角太小而導(dǎo)致?lián)Q流失敗，出現(xiàn)“逆變顛覆”現(xiàn)象(晶閘管整流裝置的特性要求)，必須在控制電路中采用限幅作用，形成最小逆變角

min保護(hù)。與此同時，對

角也實施

min保護(hù)，以免出現(xiàn)Ud0f

>

Ud0r而產(chǎn)生直流平均環(huán)流。通常取第42頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月3.瞬時脈動環(huán)流及其抑制（1）瞬時的脈動環(huán)流產(chǎn)生的原因：采用配合控制已經(jīng)消除了直流平均環(huán)流，但是，由于晶閘管裝置的輸出電壓是脈動的，造成整流與逆變電壓波形上的差異，仍會出現(xiàn)瞬時電壓的情況，從而仍能產(chǎn)生瞬時的脈動環(huán)流。這個瞬時脈動環(huán)流是自然存在的，因此配合控制有環(huán)流可逆系統(tǒng)又稱作自然環(huán)流系統(tǒng)。第43頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）瞬時脈動環(huán)流產(chǎn)生情況舉例瞬時電壓差和瞬時脈動環(huán)流的大小因控制角的不同而異?，F(xiàn)以

f

=

r

=60°為例，分析三相零式反并聯(lián)可逆線路產(chǎn)生瞬時脈動環(huán)流的情況，這里采用零式線路的目的只是為了繪制波形簡單。第44頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月配合控制的三相零式反并聯(lián)可逆線路的瞬時脈動環(huán)流

三相零式反并聯(lián)可逆線路a)三相零式可逆線路和瞬時脈動環(huán)流回路

~--IdIcp第45頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月三相零式反并聯(lián)的電壓波形d)瞬時電壓差和瞬時脈動環(huán)流波形

b)整流電壓波形

c)逆變電壓波形abcaud0r0wtp2pUd0rwtIcpicp

ud0af

ud0fwtabca0p2pUd0f0ar

ud0配合控制的三相零式反并聯(lián)可逆線路的瞬時脈動環(huán)流第46頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月瞬時脈動環(huán)流的產(chǎn)生

正組整流電壓和反組逆變電壓之間的瞬時電壓差，

ud0=ud0f–ud0r由于這個瞬時電壓差的存在，便在兩組晶閘管之間產(chǎn)生了瞬時脈動環(huán)流icp。abcaud0r0wtp2pUd0rwtIcpicp

ud0af

ud0fwtabca0p2pUd0f0ar

ud0第47頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月瞬時脈動環(huán)流的直流分量由于晶閘管的內(nèi)阻很小，環(huán)流回路的阻抗主要是電感，所以不能突變，并且落后于

ud0；又由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，只能在一個方向脈動，所以瞬時脈動環(huán)流也有直流分量Icp（見圖），但與平均電壓差所產(chǎn)生的直流平均環(huán)流在性質(zhì)上是根本不同的。第48頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）瞬時脈動環(huán)流的抑制

直流平均環(huán)流可以用配合控制消除，而瞬時脈動環(huán)流卻是自然存在的。為了抑制瞬時脈動環(huán)流，可在環(huán)流回路中串入電抗器，叫做環(huán)流電抗器，或稱均衡電抗器，如圖中的Lc1和Lc2。環(huán)流電抗的大小可以按照把瞬時環(huán)流的直流分量限制在負(fù)載額定電流的5%~10%來設(shè)計。第49頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)流電抗器的設(shè)置

三相零式反并聯(lián)可逆線路必須在正、反兩個回路中各設(shè)一個環(huán)流電抗器，因為其中總有一個電抗器會因流過直流負(fù)載電流而飽和，失去限流作用。例如：

在圖中當(dāng)正組VF整流時，流過負(fù)載電流，使Lc1鐵芯飽和，只能依靠在逆變回路中的Lc2限制環(huán)流。同理，當(dāng)反組VR整流時，只能依靠Lc1限制環(huán)流。第50頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月在三相橋式反并聯(lián)可逆線路中，由于每一組橋又有兩條并聯(lián)的環(huán)流通道，總共要設(shè)置4個環(huán)流電抗器。12MVFVRabcABC--~第51頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月MVFVRabcABCa'b'c'--~~在三相橋式交叉（雙電源，兩個變壓器）連接可逆線路中，由于電源獨(dú)立，每一組橋只有一條環(huán)流通道，因此只要設(shè)置2個環(huán)流電抗器。第52頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月主電路采用兩組三相橋式晶閘管裝置反并聯(lián)的可逆線路MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUc--正組晶閘管VF，由GTF控制觸發(fā)，

——正轉(zhuǎn)時，VF整流；——反轉(zhuǎn)時，VF逆變。第53頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月主電路采用兩組三相橋式晶閘管裝置反并聯(lián)的可逆線路MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUc--反組晶閘管VR，由GTR控制觸發(fā)，

——反轉(zhuǎn)時，VR整流；——正轉(zhuǎn)時，VR逆變。第54頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月給定與檢測電路MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUc--

根據(jù)可逆系統(tǒng)正反向運(yùn)行的需要，給定電壓、轉(zhuǎn)速反饋電壓、電流反饋電壓都應(yīng)該能夠反映正和負(fù)的極性。給定電壓：正轉(zhuǎn)時，KF閉合，U*n=“+”；反轉(zhuǎn)時，KR閉合，U*n=“-”。轉(zhuǎn)速反饋：正轉(zhuǎn)時，Un=“-”，反轉(zhuǎn)時，Un=“+”。第55頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月給定與檢測電路電流反饋電壓：正轉(zhuǎn)時，Ui

=“+”；反轉(zhuǎn)時，Ui

=“-”。注意：由于電流反饋應(yīng)能反映極性，因此圖中的電流互感器需采用直流電流互感器或霍爾變換器，以滿足這一要求。從上述的分析可以看出：可逆系統(tǒng)與不可逆系統(tǒng)對給定，轉(zhuǎn)速反饋，電流反饋三種信號要求能判別是正反轉(zhuǎn)時的極性第56頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月

控制方式通過分析得出：可逆系統(tǒng)與不可逆系統(tǒng)的區(qū)別在于可逆系統(tǒng)要求對給定，轉(zhuǎn)速和電流反饋能判別極性，其它要求與不可逆系統(tǒng)的完全一樣，所以控制器設(shè)計按不可逆系統(tǒng)的設(shè)計方法設(shè)計。

控制方式采用典型的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR控制轉(zhuǎn)速，設(shè)置雙向輸出限幅電路，以限制最大起制動電流；電流調(diào)節(jié)器ACR控制電流，設(shè)置雙向輸出限幅電路，以限制最小控制角

min與最小逆變角

min。第57頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月2.控制方式采用同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路時，移相控制特性是線性的，兩組觸發(fā)裝置的控制特性如圖所示。

rmin180o0o-

UcmUcmUc90o90o0o180o

fmin

fmin

rmin

r

fCTRCTFUc1第58頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月兩組的工作過程中控制角與轉(zhuǎn)動方向的關(guān)系停轉(zhuǎn)時：Uc=0，

r=

f

=

90°，

Ud0f

=Ud0r=0。

rmin180o0o-

UcmUcmUc90o90o0o180o

fmin

fmin

rmin

r

fCTRCTFUc1第59頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月

rmin180o0o-

UcmUcmUc90o90o0o180o

fmin

fmin

rmin

r

fCTRCTFUc1正轉(zhuǎn)時：Uc>0，

f<90°，VF整流：Ud0f=“＋”；

Uc<0，

r>90°，VR逆變：Ud0r=“－”。Uc為電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出第60頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月反轉(zhuǎn)時：

Uc

>0，

f

<90°，VR整流：Ud0r=“＋”；Uc<

0，

r>

90°，VF逆變：Ud0f=“－”。

rmin180o0o-

UcmUcmUc90o90o0o180o

fmin

fmin

rmin

r

fCTRCTFUc1Uc為電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出第61頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月

AR

=“－”

VR逆變3.可逆系統(tǒng)的工作過程分析正向運(yùn)行過程：KF閉合，U*n=“+”

U*i=“-”

Uc=“+”

電動機(jī)正向運(yùn)行————————VF整流

Uc=“＋”+IdMVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n-UnUiU*i-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMUcn-－+++－+第62頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月正向運(yùn)行過程系統(tǒng)狀態(tài)有環(huán)流系統(tǒng)正向運(yùn)行過程各點(diǎn)的極性圖+IdMVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n-UnUiU*i-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMUcn-－+++－+第63頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月

制動過程

整個制動過程可以分為兩個主要階段，其中還有一些子階段。主要階段分為：

1.本組逆變階段2.它組制動階段現(xiàn)以正向制動為例，說明有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的制動過程?？赡嫦到y(tǒng)與不可逆系統(tǒng)的區(qū)別，即：可實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制和制動控制。正反轉(zhuǎn)控制在前面已分析：通過改變兩組觸發(fā)角實現(xiàn)。兩組如何配合實現(xiàn)制動？第64頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月I.本組逆變階段在這階段中，電流由正向電流下降到零，其方向未變，因此只能仍通過正組VF流通，具體過程如下：1、發(fā)出停車（或反向）指令后，轉(zhuǎn)速給定電壓突變?yōu)榱悖ɑ蜇?fù)值）；2、ASR輸出躍變到正限幅值+U*im；3、ACR輸出躍變成負(fù)限幅值-Ucm；4、VF由整流狀態(tài)很快變成的逆變狀態(tài)，同時反組VR由待逆變狀態(tài)轉(zhuǎn)變成待整流狀態(tài)。第65頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月4、VF由整流狀態(tài)很快變成的逆變狀態(tài)，同時反組VR由待逆變狀態(tài)轉(zhuǎn)變成待整流狀態(tài)0IdMVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n-UnUiU*i-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMUcn-＋－－－＋+1、轉(zhuǎn)速給定突變?yōu)榱悖ɑ蜇?fù)值）；2、ASR輸出變到正限幅值+U*imKFKR+-3、ACR輸出躍變成負(fù)限幅值-Ucm＋＋注意：此時轉(zhuǎn)速和電流的方向沒變，反饋信號的極性沒變第66頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月1.本組逆變階段2、ASR輸出躍變到正限幅值+U*im；3、ACR輸出躍變成負(fù)限幅值-Ucm；4、VF由整流狀態(tài)很快變成的逆變狀態(tài)，同時反組VR由待逆變狀態(tài)轉(zhuǎn)變成待整流狀態(tài)。tttOOOId

n

Uc

III1II2II3-Idm

IdL

-Ucm

E

在這階段中，電流由正向電流下降到零，其方向未變，因此只能仍通過正組VF流通，具體過程如下：1、發(fā)出停車（或反向）指令后，轉(zhuǎn)速給定電壓突變?yōu)榱悖ɑ蜇?fù)值）；圖4-10第67頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月由于VF變成逆變狀態(tài)，極性變負(fù)，而電機(jī)反電動勢E極性未變，迫使電流迅速下降，主電路電感迅速釋放儲能，企圖維持正向電流，這時大部分能量通過VF回饋電網(wǎng)，所以稱作“本組逆變階段”。由于電流的迅速下降，這個階段所占時間很短，轉(zhuǎn)速來不及產(chǎn)生明顯的變化，其波形圖見圖4-10中的階段I。VRVFId-Id-+-++-E+-第68頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月制動過程系統(tǒng)響應(yīng)曲線配合控制有環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)正向制動過渡過程波形tttOOOId

n

Uc

III1II2II3-Idm

IdL

-Ucm

E

電流不能反向本組逆變反組整流VRVFId-Id-+-++-E+-旋轉(zhuǎn)方向沒變電流方向沒變但變小！第69頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月本組逆變過程系統(tǒng)狀態(tài)MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUc++----++Id0+--++----+-電流反饋反向沒變ASR輸出極性變正ACR輸出極性變負(fù)旋轉(zhuǎn)反向沒變電流反向沒變回饋制動本組逆變、反組待整流第70頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月2.它組制動階段當(dāng)主電路電流下降過零時，本組逆變終止，第1階段結(jié)束，轉(zhuǎn)到反組VR工作，開始通過反組制動。從這時起直到制動過程結(jié)束，稱“它組制動階段”。它組制動階段又可分成三個子階段：1）它組建流子階段；2）它組逆變子階段；3）反向減流子階段。tttOOOId

n

Uc

1212223-Idm

IdL

-Ucm

E

第71頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月1）它組建流子階段

（1）Id

過零并反向，直至到達(dá)-Idm

以前，ACR并未脫離飽和狀態(tài)，其輸出仍為-Ucm。這時，VF和VR輸出電壓的大小都和本組逆變階段一樣tttOOOId

n

Uc

III1II2II3-Idm

IdL

-Ucm

E

反接制動VFVR-Id-+-++-E+-+-第72頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月由于反組整流電壓Ud0r

和反電動勢E的極性相同，反向電流很快增長，電機(jī)處于反接制動狀態(tài)，轉(zhuǎn)速明顯降低，因此又稱作“它組反接制動狀態(tài)”。（2）當(dāng)反組由“待整流”進(jìn)入整流，向電路提供–Id。時，VRVFId-Id-+-++-E反組整流Ud0rtttOOOId

n

Uc

1212223-Idm

IdL

-Ucm

E

第73頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月ASR反接制動過程系統(tǒng)狀態(tài)+-MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTA

LdUc+++-----0+--++Id----電流極性已經(jīng)變化第74頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月2）它組逆變子階段

當(dāng)反向電流達(dá)到–Idm

并略有超調(diào)時，ACR輸入偏差△Ui變負(fù)，輸出電壓Uc

退出飽和，其數(shù)值很快減小，又由負(fù)變正，然后再增大，使VR回到逆變VF回到整流狀態(tài)。此后，在ACR的調(diào)節(jié)作用下，力圖維持接近最大的反向電流–Idm，因而電流超調(diào)ACR退飽和，并由負(fù)變正tttOOOId

n

Uc

1212223-Idm

IdL

-Ucm

E

第75頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月

電機(jī)在恒減速條件下回饋制動，把動能轉(zhuǎn)換成電能，其中大部分通過VR逆變回饋電網(wǎng)，過渡過程波形為圖中的第22

階段，稱作“它組回饋制動階段”或“它組逆變階段”。由圖可見，這個階段所占的時間最長，是制動過程中的主要階段。tttOOOId

n

Uc

1212223-Idm

IdL

-Ucm

E

恒減速條件下回饋制動VFVR-Id+-+-+-E+-VR回到逆變狀態(tài)，而VF變成待整流狀態(tài)第76頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月它組回饋制動過程系統(tǒng)狀態(tài)+-MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTA

LdUc++-----0+-++

Id+-+-----ACR輸出極性變正，正組變?yōu)檎?電流方向沒變，回饋到反組此段目的是：在最大反向電流下是轉(zhuǎn)速快速降下來正組變?yōu)檎?，反組變?yōu)槟孀兊?7頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月3）反向減流子階段

在這一階段，轉(zhuǎn)速下降得很低，無法再維持-Idm，于是電流立即衰減。tttOOOId

n

Uc

III1II2II3-Idm

IdL

-Ucm

E

如果電機(jī)隨即停止，整個制動過程到此結(jié)束。轉(zhuǎn)速下降得很低時，此公式不成立。E<Udor時，電流立即衰減第78頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月反向減流子階段

在電流衰減過程中，電感L上的感應(yīng)電壓LdId/dt支持著反向電流，并釋放出存儲的磁能，與電動機(jī)釋放出的動能一起通過VR逆變回饋電網(wǎng)。由于電流和轉(zhuǎn)速都減下，電機(jī)隨即停止，制動過程結(jié)束。如果制動后需反轉(zhuǎn)，只要將Id=-Idm的時間延長下去，直到反向轉(zhuǎn)速穩(wěn)定為止。tttOOOId

n

Uc

III1II2II3-Idm

IdL

-Ucm

E

VFVR-Id+-+-+-E+-第79頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月

制動過程系統(tǒng)響應(yīng)曲線配合控制有環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)正向制動過渡過程波形反轉(zhuǎn)時，-Idm持續(xù)時間變長，直到反向轉(zhuǎn)速穩(wěn)定為止

tttOOOId

n

Uc

III1II2II3-Idm

IdL

-Ucm

E

第80頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月反向起動如果需要在制動后緊接著反轉(zhuǎn)，Id=-Idm的過程就會延續(xù)下去，直到反向轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時為止。由于正轉(zhuǎn)制動和反轉(zhuǎn)起動的過程完全銜接起來，沒有間斷或死區(qū)，這是有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，適用于要求快速正反轉(zhuǎn)的系統(tǒng)。本節(jié)內(nèi)容請參考《交直流調(diào)速系統(tǒng)》，史國生，化學(xué)工業(yè)出版社。第81頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月反向起動過程系統(tǒng)狀態(tài)MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUc+++----++Id0＋--++Id－+-+-－00－＋－＋－＋----第82頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月

有環(huán)流系統(tǒng)可逆運(yùn)行曲線ttIdL

Id

n

Idm

OOIIIIIIt4

t3

t2

t1

IVVVIt5

t6

-Idm

-IdL

n*

-n*

第83頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月4.1.2無環(huán)流控制的可逆晶閘管-電動機(jī)系統(tǒng)

概述有環(huán)流可逆系統(tǒng)雖然具有反向快、過渡平滑等優(yōu)點(diǎn)，但必須設(shè)置幾個環(huán)流電抗器，將增大控制系統(tǒng)的成本，并使系統(tǒng)的體積增大。因此，當(dāng)工藝過程對系統(tǒng)正反轉(zhuǎn)的平滑過渡特性要求不很高時，特別是對于大容量的系統(tǒng)，常采用既沒有直流平均環(huán)流又沒有瞬時脈動環(huán)流的無環(huán)流控制可逆系統(tǒng)。第84頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月無環(huán)流系統(tǒng)分類

按照實現(xiàn)無環(huán)流控制原理的不同，無環(huán)流可逆系統(tǒng)又有大類：（1）邏輯控制無環(huán)流系統(tǒng)；（2）錯位控制無環(huán)流系統(tǒng)；邏輯控制的無環(huán)流可逆系統(tǒng)控制原理：

當(dāng)一組晶閘管工作時，用邏輯電路（硬件）或邏輯算法（軟件）去封鎖另一組晶閘管的觸發(fā)脈沖，使它完全處于阻斷狀態(tài)，以確保兩組晶閘管不同時工作，從根本上切斷了環(huán)流的通路，這就是邏輯控制的無環(huán)流可逆系統(tǒng)。第85頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月VF工作時VR被封鎖,VR工作是VF被封鎖MVRVFUd0f+--+Ud0rRrecRrecRa--~~Id邏輯控制的無環(huán)流可逆系統(tǒng)控制原理第86頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月

錯位控制的無環(huán)流可逆系統(tǒng)

錯位無環(huán)流可逆系統(tǒng)采用配合控制的觸發(fā)移相方法，但兩組脈沖的關(guān)系是

r

+

f

=300°，甚至是

r

+

f

=360°，也就是說，初始相位整定在

r

=

f

=150°或180°。這樣，當(dāng)待逆變組的觸發(fā)脈沖來到時，它的晶閘管已經(jīng)完全處于反向阻斷狀態(tài)，不可能導(dǎo)通，當(dāng)然就不會產(chǎn)生瞬時脈動環(huán)流了。鑒于目前錯位控制的無環(huán)流可逆系統(tǒng)實際應(yīng)用已經(jīng)較少，本課程不再詳細(xì)介紹。第87頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月1.邏輯控制的無環(huán)流可逆系統(tǒng)

本節(jié)將重點(diǎn)討論邏輯控制的無環(huán)流可逆系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制原理和電路設(shè)計。

（1）系統(tǒng)的組成

邏輯控制的無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)（以下簡稱“邏輯無環(huán)流系統(tǒng)”）的原理框圖示于下圖該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)為：第88頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月

邏輯控制無環(huán)流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

邏輯控制無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)原理框圖

ASRDLC-1TAVRVFGTR2ACRMTGGTF1ACR+U*nUn-UiU*iUcfUblfUblrUcrU*i+UiU*iUi0LdAR----+兩組晶閘管裝置反并聯(lián)線路平波電抗器Ld轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)兩個電流調(diào)節(jié)器，1ACR用來控制正組觸發(fā)裝置GTF，2ACR控制反組觸發(fā)裝置GTR；加了無環(huán)流邏輯控制環(huán)節(jié)第89頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主電路采用兩組晶閘管裝置反并聯(lián)線路；由于沒有環(huán)流，不用設(shè)置環(huán)流電抗器；仍保留平波電抗器Ld

，以保證穩(wěn)定運(yùn)行時電流波形連續(xù)；控制系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)方案；電流環(huán)分設(shè)兩個電流調(diào)節(jié)器，1ACR用來控制正組觸發(fā)裝置GTF，2ACR控制反組觸發(fā)裝置GTR；第90頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月ASR的給定信號經(jīng)反號器AR作為2ACR的給定信號，因此電流反饋信號的極性不需要變化，可以采用不反映極性的電流檢測方法。為了保證不出現(xiàn)環(huán)流，設(shè)置了無環(huán)邏輯控制環(huán)節(jié)DLC，這是系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它按照系統(tǒng)的工作狀態(tài)，指揮系統(tǒng)進(jìn)行正、反組的自動切換，其輸出信號Ublf

用來控制正組觸發(fā)脈沖的封鎖或開放，Ublr用來控制反組觸發(fā)脈沖的封鎖或開放。第91頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）工作原理正向運(yùn)行：

ASRDLC-1TAVRVFGTR2ACRMTGGTF1ACR+U*nUn-UiU*iUcfUblfUblrUcrU*i+UiU*iUi0LdAR+-++--+-++----第92頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月反向運(yùn)行

ASRDLC-1TAVRVFGTR2ACRMTGGTF1ACR+U*nUn-UiU*iUcfUblfUblrUcrU*i+UiU*iUi0LdAR----++++++----第93頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月2．無環(huán)流邏輯控制環(huán)節(jié)（1）邏輯控制環(huán)節(jié)的設(shè)計要求DLC的輸入要求：

分析V-M系統(tǒng)四象限運(yùn)行的特性，有如下共同特征：正向運(yùn)行和反向制動時，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩方向為正，即電流為正；反向運(yùn)行和正向制動時，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩方向為負(fù)，即電流為負(fù)。因此，應(yīng)選擇轉(zhuǎn)矩信號作為DLC的輸入信號。第94頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月由于ACR的輸出信號正好代表了轉(zhuǎn)矩方向，即有：正向運(yùn)行和反向制動時，U*i為正；反向運(yùn)行和正向制動時，U*i為負(fù)。又因為U*I

極性的變化只表明系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩反向的意圖，轉(zhuǎn)矩極性的真正變換還要滯后一段時間。只有在實際電流過零時，才開始反向，因此，需要檢測零電流信號作為DLC的另一個輸入信號。第95頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月DLC的輸出要求正向運(yùn)行：VF整流，開放VF，封鎖VR；反向制動：VF逆變，開放VF，封鎖VR；反向運(yùn)行：VR整流，開放VR，封鎖VF；正向制動：VR逆變，開放VR，封鎖VF；因此，DLC的輸出有兩種狀態(tài)：VF開放：Ublf

=1，VF封鎖：Ublf

=0；VR開放：Ublr

=1，VR封鎖：Ublr

=0。第96頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月DLC的內(nèi)部邏輯要求1）對輸入信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將模擬量轉(zhuǎn)換為開關(guān)量；根據(jù)輸入信號，做出正確的邏輯判斷；2）為保證兩組晶閘管裝置可靠切換，需要有兩個延時時間：（1）t1延時：關(guān)斷等待時間，以確認(rèn)電流已經(jīng)過零，而非因電流脈動引起的誤信號；（2）t2延時：觸發(fā)等待時間，以確保被關(guān)斷的晶閘管已恢復(fù)阻斷能力，防止其重新導(dǎo)通。3）具有邏輯連鎖保護(hù)功能，以保證在任何情況下，兩個信號必須是相反的，決不容許兩組晶閘管同時開放脈沖，確保主電路沒有出現(xiàn)環(huán)流的可能。第97頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月

（2）電路總體結(jié)構(gòu)

這樣，根據(jù)上述分析DLC電路應(yīng)具有如下結(jié)構(gòu)：電平檢測邏輯判斷延時電路連鎖保護(hù)Ui0U*iUblfUblr第98頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）無環(huán)流邏輯控制環(huán)節(jié)的實現(xiàn)

無環(huán)流邏輯控制環(huán)節(jié)是邏輯無環(huán)流系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它的任務(wù)是：當(dāng)需要切換到正組晶閘管VF工作時，封鎖反組觸發(fā)脈沖而開放正組脈沖；當(dāng)需要切換到反組VR工作時，封鎖正組而開放反組。通常都用數(shù)字控制，如數(shù)字邏輯電路、微機(jī)軟件、PLC等，用以實現(xiàn)同樣的邏輯控制關(guān)系。第99頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月

軟件邏輯控制邏輯控制切換程序流程圖

NNYY開始

Ui*極性變化？電流過零？發(fā)出邏輯切換指令封鎖延時tdbl封鎖本組脈沖開放延時tdt開放它組脈沖繼續(xù)開放本組脈沖互鎖保護(hù)第100頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月3.邏輯無環(huán)流系統(tǒng)的其他方案在邏輯控制無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)中，采用了兩個電流調(diào)節(jié)器和兩套觸發(fā)裝置分別控制正、反組晶閘管。實際上任何時刻都只有一組晶閘管在工作，另一組由于脈沖被封鎖而處于阻斷狀態(tài)，這時它的電流調(diào)節(jié)器和觸發(fā)裝置都是等待狀態(tài)。采用模擬控制時，可以利用電子模擬開關(guān)選擇一套電流調(diào)節(jié)器和觸發(fā)裝置工作，另一套裝置就可以節(jié)省下來了。第101頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月邏輯選觸無環(huán)流可逆系統(tǒng)

圖4-13邏輯選觸無環(huán)流可逆系統(tǒng)的原理框圖第102頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月

圖中：SAF，SAR分別是正、反組電子模擬開關(guān)。采用數(shù)字控制時，電子開關(guān)的任務(wù)可以用條件選擇程序來完成，實際系統(tǒng)都是邏輯選觸系統(tǒng)。此外，觸發(fā)裝置可采用由定時器進(jìn)行移相控制的數(shù)字觸發(fā)器，或采用集成觸發(fā)電路。第103頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月4.無環(huán)流系統(tǒng)可逆運(yùn)行曲線IdL

Id

n

n*

Idm

OOIIIIIIt4

t3

t2

t1

tt-n*

IVVVIt5

t6-Idm

-IdL

電流換向死區(qū)第104頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月5.邏輯無環(huán)流系統(tǒng)的評價優(yōu)點(diǎn)：省去環(huán)流電抗器，沒有附加的環(huán)流損耗；節(jié)省變壓器和晶閘管裝置等設(shè)備的容量；降低因換流失敗而造成的事故。缺點(diǎn)：由于延時造成了電流換向死區(qū)，影響過渡過程的快速性。第105頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月本章小結(jié)

本章主要討論直流調(diào)速系統(tǒng)的可逆運(yùn)行問題：由于V-M系統(tǒng)中晶閘管的單向?qū)щ娦?，需要設(shè)置可逆線路來使電動機(jī)反向運(yùn)行或制動，主要的可逆線路有電樞反接可逆線路；勵磁反接可逆線路；兩組晶閘管反并聯(lián)是大功率傳動系統(tǒng)的主要供電方式。第106頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月在兩組晶閘管反并聯(lián)線路中，會出現(xiàn)環(huán)流，為此，需要采取措施抑制環(huán)流設(shè)置環(huán)流電抗器；采取

=

配合控制方式；采取封鎖觸發(fā)脈沖的方式，使兩組晶閘管不能同時工作。第107頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)控制環(huán)流方式，直流可逆調(diào)速系統(tǒng)分為有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)；無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)。第108頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月學(xué)習(xí)要點(diǎn)：（1）掌握可逆線路的基本結(jié)構(gòu)；（2）掌握V-M系統(tǒng)反并聯(lián)可逆線路4象限運(yùn)行的各種工作狀態(tài)；（3）掌握可逆系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理、控制方式和性能。第109頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月4.3位置隨動系統(tǒng)位置隨動系統(tǒng)的定義:精確的跟隨或復(fù)現(xiàn)某過程位置的反饋控制系統(tǒng)稱為位置隨動系統(tǒng)，即該系統(tǒng)可快速準(zhǔn)確的復(fù)現(xiàn)給定量。也稱為伺服系統(tǒng)。位置隨動系統(tǒng)的功能：使輸出的機(jī)械位移準(zhǔn)確的實現(xiàn)輸入指令的規(guī)定，達(dá)到位置的精確控制或運(yùn)動軌跡的準(zhǔn)確跟蹤。第110頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月1、位置跟隨系統(tǒng)的組成1）位置傳感器：由RP1、RP2組成（角度傳感器）RP1為給定，轉(zhuǎn)動后發(fā)出給定信號θ*m，RP2為位置傳感器，其軸與負(fù)載相連，得到轉(zhuǎn)角反饋信號θm，給定與反饋的轉(zhuǎn)角誤差△θm=θ*m－θm,產(chǎn)生的電壓誤差為△u=u*-u?？刂葡到y(tǒng)的目的是消除誤差。USU*U△UAUPEUCSM～RP1RP2Ud＋－操縱輪負(fù)載減速器＋－θ*mθm第111頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月基本組成:2)電壓比較放大器A:放大誤差信號，由于誤差有正負(fù)之分。所以應(yīng)能鑒別出信號的極性，也表明控制是可逆的。USU*U△UAUPEUCSM～RP1RP2Ud＋－操縱輪負(fù)載減速器＋－第112頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月基本組成:3)電力電子變換器:功率放大，并且是可逆的。目前多采用由IGBT組成的可逆H形電路。USU*U△UAUPEUCSM～RP1RP2Ud＋－操縱輪負(fù)載減速器＋－第113頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月基本組成:4)伺服電機(jī):轉(zhuǎn)動慣量小，啟動和制動響應(yīng)快。5）減速與負(fù)載：由于負(fù)載的轉(zhuǎn)速一般很低，所以要求加減速裝置。USU*U△UAUPEUCSM～RP1RP2Ud＋－操縱輪負(fù)載減速器＋－第114頁，課件共131頁，創(chuàng)作于2023年2月2、位置隨動系統(tǒng)與調(diào)速系統(tǒng)的特性比較1）位置隨動系統(tǒng)的功能是輸出的位移快速準(zhǔn)確的復(fù)現(xiàn)給定位移。（調(diào)速：快速調(diào)節(jié)速度偏差）2）需高精度的位置傳感器，能準(zhǔn)確的反應(yīng)位置誤差。（調(diào)速：能準(zhǔn)確的反應(yīng)速度信號）3）電壓和功率放大是可逆的。（調(diào)速：相同）4）控制系統(tǒng)應(yīng)具有較好的穩(wěn)態(tài)精度和快速響應(yīng)的要求。（調(diào)速：相同）由上分析可以看出，位置隨動系統(tǒng)