第3、4章(电力拖动控制系统)

1、第第3章章 直流电动机直流电动机V-M可逆调速系统可逆调速系统3.1 V-M可逆系统主电路结构形式及工作状态可逆系统主电路结构形式及工作状态可逆系统的目的：获得电机四象限的运行特性（正、反转和电、制动）。可逆系统的目的：获得电机四象限的运行特性（正、反转和电、制动）。3.1.1 单组晶闸管供电切换电流极性的可逆电路单组晶闸管供电切换电流极性的可逆电路1切换电机电枢与电源之间连接极性切换电机电枢与电源之间连接极性a）用接触器切换）用接触器切换 b)用用晶晶闸管开关切换闸管开关切换2切换电机励磁电流切换电机励磁电流dUaEaIV- -M1C1C2C2Cfi图图3-2 切换电动机励磁电流方向的可逆电

2、路切换电动机励磁电流方向的可逆电路此方案比较经济，但只能用此方案比较经济，但只能用于不太频繁切换的场合。于不太频繁切换的场合。 2)工作原理：工作原理：l 象限工作：象限工作：1C断、断、2C合，合，V逆变，逆变，控制控制，使，使Ud略略 - -kE 时，时，VC 0，VD1不起作用；不起作用；当当 VD- -kE 时，时，VC Ea时，时，Io0，电，电动机正向电动。电路的电压平衡方程为动机正向电动。电路的电压平衡方程为ooaaoadii RLuEdt电动工作时，电动工作时，VT2、VD1并没有参与工作，去并没有参与工作，去掉这两个元件后，电路与单象限工作电路完掉这两个元件后，电路与单象限工

3、作电路完全一致，是一个典型的降压斩波电路。全一致，是一个典型的降压斩波电路。 lVT1、VT2互补工作，互补工作，VD2是是I0为正时的续流为正时的续流二极管，二极管，VD1是为是为I0为负时的续流二极管。为负时的续流二极管。l为了防止直流电源经为了防止直流电源经VT1、VT2直通短路，直通短路，GD2、GD1中应设延时电路以形成中应设延时电路以形成“死区死区”。 输出电压平均值输出电压平均值电动机最高空载转速是电动机最高空载转速是0max/denUC1odtdTUUUT图图4-3 电流可反向两电流可反向两象限斩波调速系统象限斩波调速系统 正向制动工况正向制动工况。当。当UoEa 时，时，Io

4、 反向反向 ，电动机工作在第，电动机工作在第象限的回馈制象限的回馈制动状态。动状态。dioudU2VTaE1VDaLoi两象工作电路在发电状态时的等效电路两象工作电路在发电状态时的等效电路 制动时，制动时，VT2或或VD1有电流，有电流，VT1和和VD2无电流。把不参与工作的无电流。把不参与工作的VT1、VD2去掉，可把去掉，可把电路重画于右图电路重画于右图，图中按习惯，图中按习惯画法把能量输入方即电机画在了左边。这画法把能量输入方即电机画在了左边。这就是就是典型的升压斩波器电路典型的升压斩波器电路。电流的参考方向同前，实际为负值电流的参考方向同前，实际为负值电路运行象限为电路运行象限为、象限

5、。该电路称电流可反向的两象限工作电路。象限。该电路称电流可反向的两象限工作电路。3) 从从电动到制止转换过程电动到制止转换过程的的波形分析及能量传递波形分析及能量传递图图4-5 两象限工作斩波调速系统从电动到制止转换过程的电压电流波形及能量传递简两象限工作斩波调速系统从电动到制止转换过程的电压电流波形及能量传递简图图象限之间的转换很自然发生dUa)1VD1VT0i2VD2VTou0 0Tnb)图图4-6 电压可反向的两象限工作电路电压可反向的两象限工作电路a) 电路图电路图 b) 工作象限工作象限电压可反向的两象限工作电路电压可反向的两象限工作电路3可四象限运行的电路可四象限运行的电路t000

6、T0ub)c)d)e)f)t00u0i0i0u0itt0u0u0u0i0i0iTT0u0i0u0idU3VDa)2VD1VD4VD1VT4VT3VT2VTou0i0 0Tn图图4-7可四象限运行的斩波调速电路可四象限运行的斩波调速电路 a）电路图）电路图 b)e）、象限波形图象限波形图 f） 工作象限工作象限1.工作原理工作原理H型桥式斩波电路的工作模式非型桥式斩波电路的工作模式非常灵活，以最常用的可逆运行模式说常灵活，以最常用的可逆运行模式说明之。明之。VT1、VT2为一组，为一组，VT3、VT4为另一组，两组在一个为另一组，两组在一个PWM斩斩波周期内互补工作。波周期内互补工作。2.输出电

7、压的平均值输出电压的平均值3.优点优点:调节连续平滑调节连续平滑 ，四象限工作。，四象限工作。 21odtdTTUUUT4.2 直流斩波调速系直流斩波调速系统统*nUTGnUASRnUACR*iUiUcUPWMGTDCDCGMiU1系统原理图系统原理图t2交流电源供电时的制动交流电源供电时的制动l 泵升电压的产生原因泵升电压的产生原因 l 泵升电压的抑制与能耗制动泵升电压的抑制与能耗制动 DCDC0VD0R0VTC图图4-9限制泵升电压的能耗制动电路限制泵升电压的能耗制动电路 回馈制动状态时，机械能变成电能送回直流侧。这部分能量输入直流环节回馈制动状态时，机械能变成电能送回直流侧。这部分能量输入直流环节的滤波电容，对电容充电的结果是使电容器两端的电压不断地升高。的滤波电容，对电容充电的结果是使电容器两端的电压不断地升高。 设正常工作时设正常工作时Ud=500V, C=2200uF,回馈电功率是回馈电功率是 P=2.2kW,1秒钟后电容的电压值为秒钟后电容的电压值为Ux 221122xdCUCUPt VUx1500抑制办法：抑制办法：2）能耗制动。）能耗制动。 见右图见右图1）回馈制动。）回馈制动。 改不控整流桥为能量能改不控整流桥为能量能双向流通的双向流通的PWM整流桥。整流桥。人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古