电力拖动与运动控制课件可逆调速系统

1、第三章可逆调速系统主要内容CSSSE结构与特点电枢反接可逆线路励磁反接可逆线路晶闸管装置的逆变状态与直流电的回馈制动晶闸管整流电变的状态直流电的回馈制动环流环流及其种类直流平均环流与配合控制自然环流可逆调速系统重点内容2016-11-4第三章 可逆调速系统2主要内容CSSSE结构与特点电枢反接可逆线路励磁反接可逆线路晶闸管装置的逆变状态与直流电环流的回馈制动2016-11-4第三章 可逆调速系统3CSSSE一、结构与特点可逆调速系统：电能改变其旋转方向转矩公式T C I 可知，要改变电由直流电eTd旋转方向，可改变流入电枢绕组的电流方向，或者是改变励磁磁场方向对应有两种可逆线路的实现方式：电枢

2、反接可逆线路和励磁反接可逆线路2016-11-4第三章 可逆调速系统4CSSSE电枢反接可逆线路一套开关一套晶闸管装置供电：使用接触器切换的可逆线路，适用于不经常正反转的生产机械使用晶闸管开关切换的可逆线路，适用于中小容量的可逆拖动适用于要求频繁正反转运行的机械电正转时由正组晶闸管供电；反转时由反组晶闸管供电两组晶闸管分别由两套触发装置控制一般情况下不允许两组晶闸管同时处于整流状态2016-11-4第三章 可逆调速系统5CSSSE电枢反接可逆线路用接触器切换的可逆线路用晶闸管开关切换的可逆线路2016-11-4第三章 可逆调速系统6CSSSE电枢反接可逆线路2016-11-4第三章 可逆调速系

3、统7CSSSE电枢反接可逆线路2016-11-4第三章 可逆调速系统8CSSSE励磁反接可逆线路优点：投资较少，经济性好缺点：反向时间过长，需要“强迫励磁” 在磁通减弱时要控制电枢电流为零适用于对快速性要求不高，正反转不太频繁的大容量可逆系统2016-11-4第三章 可逆调速系统9主要内容CSSSE与特点管装置的逆变状态与直流电的回馈制动晶闸管整流电路的整流与逆变的状态直流电的回馈制动环流2016-11-4第三章 可逆调速系统10结构晶闸二、晶闸管装置的CSSSE逆变状态与直流电的回馈制动基本概念：整流：AC逆变：DCDCAC整流器逆变器有源逆变：将DC逆变为与电网同频率的AC反送到电网上（直

4、流调速中会遇到）无源逆变：将DC逆变为某一频率或频率可调的AC供给负载（交流调速的基础）2016-11-4第三章 可逆调速系统11二、晶闸管装置的CSSSE逆变状态与直流电的回馈制动负载为电时的电动状态与逆变状态： Ud EaE 时，I电动状态：U，电能由电网流向电dadRU E逆变状态：U E 时，I能由电流向电网dadR电动状态逆变状态2016-11-4第三章 可逆调速系统12二、晶闸管装置的CSSSE逆变状态与直流电的回馈制动逆变条件：有直流电源，其极性与晶闸管导通方向一致 Ea Ud Ea1.2.3.晶闸管控制角 90，使U 输出负电压d2016-11-4第三章 可逆调速系统13二、晶

5、闸管装置的CSSSE逆变状态与直流电的回馈制动直流电的制动方式通常有：停车、能耗制动、反接制动、回馈制动停车制动与位能性负载下动有区别：1.停车制动是电由运行值下降的过渡过程（制动过程）；位能性负载下放重物的制动是一种转速稳定的运行状态（制动运行）2.停车制动电制动电工作在第二象限；位能性负载下放重物的工作在第四象限2016-11-4第三章 可逆调速系统14二、晶闸管装置的CSSSE逆变状态与直流电的回馈制动电停车制动时要经过晶闸管整流装置回馈能量，晶闸管装置必须工作在逆变状态，并且要求电向，此时不可逆变流器无法胜任该工作。必须有另外一组晶闸管工作在逆变状态来完成停车制动工作，这就要求有两组晶

6、闸管装置组成可逆线路不可逆变流器2016-11-4第三章 可逆调速系统15二、晶闸管装置的CSSSE逆变状态与直流电的回馈制动电正向电动运行时，正组晶闸管工作在整流状态，反组晶闸管装置不工作；可逆变流器制动时，反组晶闸管装置工作在逆变状态，正组晶闸管停止工作，电处于发电状态。即使不要求电正反转只要求快速制动，也应该采用两组晶闸管整流装置的反并联线路2016-11-4第三章 可逆调速系统16二、晶闸管装置的CSSSE逆变状态与直流电的回馈制动2016-11-417动画演示第三章 可逆调速系统工作状态正向运行正向制动反向运行反向制动电枢端电压极性电枢电流极性电旋转方向电运行状态电动回馈发电电动回馈

7、发电晶闸管工作的组别和状态正组整流反组逆变反组整流正组逆变机械特性所在象限1234主要内容CSSSE结构与特点晶闸管装置的逆变状态与直流电环流的回馈制动环流及其种类直流平均环流与配合控制自然环流可逆调速系统2016-11-4第三章 可逆调速系统18CSSSE三、环流2016-11-4第三章 可逆调速系统19CSSSE三、环流直流平均环流环流分类静态环流瞬时脉动环流动态环流2016-11-4第三章 可逆调速系统20直流平均环流与配合控制CSSSE正组晶闸管VF和反组晶闸管VR都处于工作状态时将造成电源短路，该短路电流就是直流平均环流2016-11-4第三章 可逆调速系统21直流平均环流与配合控制

8、CSSSE为了对环流有效地加以控制，需要使正组晶闸管VF的控制角f 和反组晶闸定的关系，将其称为配合控制制角r两者之间满足一2016-11-4第三章 可逆调速系统22直流平均环流与配合控制消除直流平均环流方法：VF整流Udof 为正时，应该使VR逆变Udor为负，Udof UdorCSSSE k1U2 cos f ，Udor k2U2 cosrUdof f 与r 分别为VF和VR的控制角；U2为交流电源相电压cos f cosr则有 r 逆变角rr f r f 180 180或2016-11-4第三章 可逆调速系统23直流平均环流与配合控制 工作制配合控制的可逆电路CSSSEGTF：正组触发装

9、置 GTR：反组触发装置 AR：反号器触发装置的移相控制特性2016-11-4第三章 可逆调速系统24直流平均环流与配合控制配合控制的实现方法：CSSSE 0时， f 0 r 0 r 0 90 ，U Udr 0，电1.2.Uct处于停车状态；df增大Uct的移相，使两组触发装置的Uct 大小相等、方向相反，则在Uct增大过程中，始终有 f r，Udf Udr注意：，要限制最小逆变角min。相应地，也要设定1.为防止逆变min。2.应尽量避免直流平均环流，但如果控制的好，少量直流平均环流会改善系统动、静态特性2016-11-4第三章 可逆调速系统25自然环流可逆调速系统CSSSE定义：按 配合控

10、制，系统中没有直流平均环流仅有脉动环流的有环流可逆调速系统系统组成：1.2.3.4.环流电抗器，1个平波电抗器Ld三相桥式晶闸管装置反并双闭环系统，ASR和ACR均为双向输出限幅正、反组触发电压始终保持大小相等、方向相反可逆运行，U *有正负极性，反馈信号也应有极性显示n2016-11-4第三章 可逆调速系统26 工作制配合控制的有环流可逆调速系统原理框图自然环流可逆调速系统CSSSE2016-11-4第三章 可逆调速系统27自然环流可逆调速系统系统工作过程以正相工作为例：正常运行：CSSSEKF闭合KR打开，U *正U*正，VF整流VR待逆变n2016-11-4第三章可逆调速系统28自然环流

11、SE系统停车过程的简单介绍：正组逆变：发出停车指令，U *突降为0导致U 跃变为U1.，VF逆变VRnctctm待整流，Ld维持正向电流迅速下降到0反组建流：Id 变负且Id Idm前，ACR仍饱和，VR整流，反向电流迅速增长，开始反组逆变：Id 达到并略超过 Idm时，ACR退饱和，Uct急剧变正，VR逆2.3.变VF待整流，ACR维持Id Idm，电恒反接制动：Uct、Udr、Ea、n同步衰减至Udr 0时，Ea无法维持 Idm，电流反向衰减，VR再次整流，反复调节使n降到0甚至反转，ASR退饱和并与ACR同时调节，使得Id 和n迅速变0，结束制动4.动画演示29 工作制配合控制的有环流可逆调速系统原理框图2016-11-4第三章 可逆调速系统可逆调速系统CSS正向制动过程波形波形及主回路状态本章小结CSSSE对于需要快速电气制动的不可逆调速系统和可逆运行的生产机械均要采用可逆线路采用两组晶闸管装置反并联或交叉连接是可逆系统中的典型线路，但是随之而来的是可逆系统中的重要问题环流按照环流控制方法的不同，可逆系统分为有环流系统和无环流系统。有环流系统又可以分为自然环流和可控环流可逆系统；无环流系统分为逻辑无环流和错位无环流自然环流可逆调速系统采用 配合控制，没有直流环流，但是会产生脉动环流2016-11-4第三章 可逆调速系统30本章重点内容C