电力拖动自动控制系统

1、电力拖动自动控制系统第1页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四4.0 直流脉宽调速系统历史背景20世纪70年代以前，以晶闸管为基础的相控整流装置是直流传动中主要变流装置，但由于晶闸管属于半控器件，其构成的VM系统的性能受到一定的限制；20世纪70年代以后，随着电力电子技术的发展，出现了全控型器件门极可关断晶闸管（GTO）、场效应管（MOSFET）、绝缘栅极双极晶体管（IGBT）；直流电机控制领域向高精度方向发展；PWM驱动装置在中小功率场合，有着晶闸管驱动装置无法比拟的优点：调速范围宽、快速性好、电流波形系数好、功率因数好等。第2页，共46页，2022年，5月20日，17点

2、49分，星期四斩波电路的三种控制方式第3页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四PWM变换器第4页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四几种典型PWM变换器第5页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四电机的4个运动象限第6页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四 1. 不可逆PWM变换器Ubt (1) 无制动作用的不可逆PWM变换器第7页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四工作状态与波形稳态电流、电压波形ud第8页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四相关方程第9页，共46页，2022

3、年，5月20日，17点49分，星期四第10页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四（2）有制动的不可逆PWM变换器Ub2Ub1第11页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四工作状态与波形Ub2Ub11）一般电动状态第12页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四Ub1Ub2Ub1、 Ub2第13页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四电动状态时电流电压波形第14页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四2）制动状态Ub2Ub1第15页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四第16页，共46页，

4、2022年，5月20日，17点49分，星期四Ub制动状态时电流电压波形第17页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四3）轻载电动状态Ub2Ub1第18页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四第19页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四轻载电动状态时电流电压波形第20页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四总结 二象限（有制动）不可逆PWM变换器不同工作状态第21页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四 2. 可逆PWM变换器（1）双极式可逆PWM变换器双极式H型可逆PWM变换器Ub1Ub2Ub3Ub4第

5、22页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四工作状态与波形Ub1、Ub4Ub2、Ub3Ub1、Ub4第23页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四Ub1、 Ub4Ub2、Ub3第24页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四相关方程：第25页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四性能评价第26页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四（2）单极式可逆PWM变换器第27页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四（3）受限单极式可逆PWM变换器第28页，共46页，2022年，5月20日，17点49

6、分，星期四4.2 直流PWM调速系统的开环机械特性 在稳态下，PWM调速系统的转矩和转速都是脉动的，所谓稳态，是指电机的平均电磁转矩与负载转矩相平衡的状态，机械特性是平均转速与平均转矩（电流）的关系。不同的PWM变换器，机械特性不同。对于带的不可逆电路和双极式可逆电路，电流的方向是可逆的，电流波形都是连续的，因而机械特性关系式比较简单，下面就分析这种情况。第29页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四（1）带制动的不可逆电路电压方程第30页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四（2） 双极式可逆电路电压方程第31页，共46页，2022年，5月20日，17点4

7、9分，星期四（3）机械特性方程第32页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四第33页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四PWM系统的机械特性曲线（电流连续），n0s=Us/Ce第34页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四4.3 PWM系统控制电路UPW-脉宽调制器 GM-调制波发生器 DLD-延时环节GD-基极驱动器 PWM-变换器 FA-瞬时动作的限流保护第35页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四1. 三角波发生器第36页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四2、脉宽调制器及逻辑延时电路第37页

8、，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四3、基极驱动器第38页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四集成驱动电路第39页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四由IR2103构成的半桥驱动器第40页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四由IR2103构成的全桥驱动器第41页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四4.4 PWM变换器的数学模型第42页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四第43页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四第44页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四本章小结不可逆PWM变换器可逆PWM变换器：双极式、单极式和受限单极式直流脉宽调速系统的开环机械特性PWM变换器的数学模型第45页，共46页，2022年，5月20日，17点49分，星期四思考题：1、何谓H型PWM变换器的双极式、单极式和受限单极式控制方式？在这几种控制方