可逆调速系统和位置随动系统PPT课件

1、 可逆调速系统可逆调速系统和和位置随动系统位置随动系统 * *第第 4 4 章章 一、一、可逆直流调速系统可逆直流调速系统单片微机控制的单片微机控制的PWM可逆直流调速系统可逆直流调速系统晶闸管晶闸管- -电动机系统的可逆线路及其环流电动机系统的可逆线路及其环流有环流控制的可逆有环流控制的可逆晶闸管晶闸管- -电动机电动机系统系统无环流控制的可逆无环流控制的可逆晶闸管晶闸管- -电动机电动机系统系统 1.单片微机控制的单片微机控制的PWM可逆直流调速系统可逆直流调速系统 2.2.晶闸管晶闸管- -电动机系统的电动机系统的可逆线路及其环流可逆线路及其环流较多应用的是两组晶闸管装置反并联较多应用的

2、是两组晶闸管装置反并联可逆线路可逆线路这种线路可以实现四象限运行这种线路可以实现四象限运行这种线路的重要问题这种线路的重要问题环流环流两组晶闸管装置反并联可逆线路两组晶闸管装置反并联可逆线路MVRVFId-Id+-+-两组晶闸管装置的可逆运行模式两组晶闸管装置的可逆运行模式 正组晶闸管装置VF整流正向电动运行(I)反组晶闸管装置VR整流反向电动运行(III)正组VF逆变反向回馈制动(IV)反组VR逆变正向回馈制动(II)实现四象限运行 V-MV-M系统反并联可逆线路的工作状态系统反并联可逆线路的工作状态 V-MV-M系统的工作状态系统的工作状态正向运行正向运行正向制动正向制动反向运行反向运行反

3、向制动反向制动电枢端电压极性电枢端电压极性+电枢电流极性电枢电流极性+电机旋转方向电机旋转方向+电机运行状态电机运行状态电动电动回馈发电回馈发电电动电动回馈发电回馈发电晶闸管工作的组别晶闸管工作的组别和状态和状态正组整流正组整流反组逆变反组逆变反组整流反组整流正组逆变正组逆变机械特性所在象限机械特性所在象限一一二二三三四四可逆可逆V-MV-M系统中的环流问题系统中的环流问题 采用两组晶闸管反并联的可逆采用两组晶闸管反并联的可逆V-MV-M系统，如果两组装置的整流电压同时系统，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生出现，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称称作环流。作环流

4、。环流的形成环流的形成MVR VFUd0fId+-+Ud0rIcRrecRrecRa-Ic 环流环流Id 负载电流负载电流 环流的分类环流的分类 （1 1）静态环流）静态环流 直流平均环流直流平均环流 瞬时脉动环流瞬时脉动环流（2 2）动态环流）动态环流环流的危害和利用环流的危害和利用n危害：危害：环流对负载无益，徒然加重晶闸管和变环流对负载无益，徒然加重晶闸管和变压器的负担，消耗功率，环流太大时会导致晶压器的负担，消耗功率，环流太大时会导致晶闸管损坏，因此应该予以抑制或消除。闸管损坏，因此应该予以抑制或消除。n利用：利用：合理地控制环流，保证晶闸管安全工作，合理地控制环流，保证晶闸管安全工作

5、，即可利用环流作为流过晶闸管的基本负载电流，即可利用环流作为流过晶闸管的基本负载电流，使电动机在空载或轻载时也能工作在晶闸管装使电动机在空载或轻载时也能工作在晶闸管装置的电流连续区，以避免电流断续引起的非线置的电流连续区，以避免电流断续引起的非线性对系统性能的影响。性对系统性能的影响。3. = 配合控制的有环流可逆配合控制的有环流可逆V-M系统系统MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUcKFKR+- - 直流平均环流与配合控制直流平均环流与配合控制 如果正组如果正组VF VF 和反组和反组VRVR同时处于整流状态，两

6、组同时处于整流状态，两组的直流平均电压正负相连，必然产生较大的直流平的直流平均电压正负相连，必然产生较大的直流平均环流。为了防止直流平均环流的产生，可采取的均环流。为了防止直流平均环流的产生，可采取的措施如下：措施如下：n采用封锁触发脉冲的方法，在任何时候，只允许采用封锁触发脉冲的方法，在任何时候，只允许一组晶闸管装置工作一组晶闸管装置工作无环流系统。无环流系统。n采用配合控制，当一组采用配合控制，当一组晶闸管装置工作在整流状晶闸管装置工作在整流状态时，另一组工作在逆变状态，则消除了直流平态时，另一组工作在逆变状态，则消除了直流平均环流，但仍有脉动环流均环流，但仍有脉动环流有环流系统。有环流系

7、统。 = 配合控制电路配合控制电路MVRVFRrecRrec-1ARGTRGTFUcRa最小逆变角限制最小逆变角限制 为了防止为了防止 “ “逆变颠覆逆变颠覆”现象，必须在现象，必须在控制电路中采用限幅作用，形成最小逆控制电路中采用限幅作用，形成最小逆变角变角 minmin保护。与此同时，对保护。与此同时，对 角也实角也实施施 minmin 保护，以免出现保护，以免出现 直流平均环流。直流平均环流。一般取一般取30minmin瞬时脉动环流的抑制瞬时脉动环流的抑制 直流平均环流可以用配合控制消除，而直流平均环流可以用配合控制消除，而瞬时脉动环流却是自然存在的。为了抑制瞬时脉动环流却是自然存在的。

8、为了抑制瞬时脉动环流，可在环流回路中串入电抗瞬时脉动环流，可在环流回路中串入电抗器，叫做器，叫做环流电抗器环流电抗器，或称，或称均衡电抗器均衡电抗器 。 环流电抗的大小可以按照把瞬时环流的环流电抗的大小可以按照把瞬时环流的直流分量限制在负载额定电流的直流分量限制在负载额定电流的510%510%来设计。来设计。制动过程分析制动过程分析I IIttt000Id -Idm IdL n Uc -Ucm E IIII. I.本组逆变阶段本组逆变阶段II.II.它组反接制动阶段它组反接制动阶段III.III.它组逆变回馈制动阶段它组逆变回馈制动阶段 有环流控制可逆系统的优点有环流控制可逆系统的优点是反向快

9、、过渡过程平滑，但是反向快、过渡过程平滑，但须设置多个环流电抗器。须设置多个环流电抗器。4.4.无环流控制的可逆无环流控制的可逆V-M系统系统 当无环流控制可逆系统的一组晶当无环流控制可逆系统的一组晶闸闸管工作时，另一组被封锁，完全处管工作时，另一组被封锁，完全处于阻断状态，从根本上切断了环流于阻断状态，从根本上切断了环流通路，既没有直流平均环流，又没通路，既没有直流平均环流，又没有瞬时脉动环流。有瞬时脉动环流。 按照实现无环流控制原理的不同，按照实现无环流控制原理的不同，无环流可逆系统又有两大类：无环流可逆系统又有两大类： （1 1）逻辑控制无环流系统）逻辑控制无环流系统（2 2）错位控制无

10、环流系统）错位控制无环流系统逻辑控制的无环流可逆系统逻辑控制的无环流可逆系统 当一组晶闸管工作时，用逻辑电路（硬当一组晶闸管工作时，用逻辑电路（硬件）或逻辑算法（软件）去封锁另一组晶件）或逻辑算法（软件）去封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使它完全处于阻断状态，闸管的触发脉冲，使它完全处于阻断状态，以确保两组晶闸管不同时工作，从根本上以确保两组晶闸管不同时工作，从根本上切断环流的通路，这就是逻辑控制的无环切断环流的通路，这就是逻辑控制的无环流可逆系统。流可逆系统。错位控制的无环流可逆系统错位控制的无环流可逆系统 采用正反两组配合控制，但两组脉冲的关系采用正反两组配合控制，但两组脉冲的关系是是 r r

11、 + + f f = 300 = 300 ，甚至是，甚至是 r r + + f f = = 360360 ，也就是说，初始相位整定在也就是说，初始相位整定在 r r = = f f = 150 = 150 或或180180。 这样，当待逆变组的触发脉冲来到时，它的这样，当待逆变组的触发脉冲来到时，它的晶闸管已经完全处于反向阻断状态，不可能导晶闸管已经完全处于反向阻断状态，不可能导通，当然就不会产生瞬时脉动环流了。通，当然就不会产生瞬时脉动环流了。 二、位置随动系统二、位置随动系统 位置随动系统的被控制量是负载机位置随动系统的被控制量是负载机械的线位移或角位移，当位置给定量械的线位移或角位移，当位置给定量任意变化时，要求输出量快速而准确任意变化时，要求输出量快速而准确地复现给定量的变化。地复现给定量的变化。 广义的随动系统输出量可以是其他物广义的随动系统输出量可以是其他物理量，只要是理量，只要是“输出量快速而准确地输出量快速而准确地复现给定量复现给定量”，就叫做随动系统。，就叫做随动系统。 随动系统又称随动系统又称“伺服系统伺服