電力拖動控制系統(tǒng)優(yōu)秀課件

1、電力拖動控制系統(tǒng)優(yōu)秀課件 第第3章章 直流電動機直流電動機V-M可逆調(diào)速系統(tǒng)可逆調(diào)速系統(tǒng) 3.1 V-M可逆系統(tǒng)主電路結(jié)構(gòu)形式及工作狀態(tài)可逆系統(tǒng)主電路結(jié)構(gòu)形式及工作狀態(tài) 可逆系統(tǒng)的目的：獲得電機四象限的運行特性（正、反轉(zhuǎn)和電、制動）?？赡嫦到y(tǒng)的目的：獲得電機四象限的運行特性（正、反轉(zhuǎn)和電、制動）。 3.1.1 單組晶閘管供電切換電流極性的可逆電路單組晶閘管供電切換電流極性的可逆電路 1切換電機電樞與電源之間連接極性切換電機電樞與電源之間連接極性 a）用接觸器切換）用接觸器切換 b)用用晶晶閘管開關(guān)切換閘管開關(guān)切換 2切換電機勵磁電流切換電機勵磁電流 d U a E a I V - - M 1C

2、 1C 2C 2C f i 圖圖3-2 切換電動機勵磁電流方向的可逆電路切換電動機勵磁電流方向的可逆電路 此方案比較經(jīng)濟，但只能用此方案比較經(jīng)濟，但只能用 于不太頻繁切換的場合。于不太頻繁切換的場合。 2)工作原理：工作原理： l 象限工作：象限工作： 1C斷、斷、2C合，合，V逆變，逆變， 控制控制，使，使Ud略略 - -kE 時，時，VC 0，VD1不起作用；不起作用； 當當 VD- -kE 時，時，VC Ea時，時，Io0，電，電 動機正向電動。電路的電壓平衡方程為動機正向電動。電路的電壓平衡方程為 o oaaoa di i RLuE dt 電動工作時，電動工作時，VT2、VD1并沒有參

3、與工作，去并沒有參與工作，去 掉這兩個元件后，電路與單象限工作電路完掉這兩個元件后，電路與單象限工作電路完 全一致，是一個典型的降壓斬波電路。全一致，是一個典型的降壓斬波電路。 lVT1、VT2互補工作，互補工作，VD2是是I0為正時的續(xù)為正時的續(xù) 流二極管，流二極管，VD1是為是為I0為負時的續(xù)流二極管。為負時的續(xù)流二極管。 l為了防止直流電源經(jīng)為了防止直流電源經(jīng)VT1、VT2直通短路，直通短路， GD2、GD1中應(yīng)設(shè)延時電路以形成中應(yīng)設(shè)延時電路以形成“死區(qū)死區(qū)”。 輸出電壓平均值輸出電壓平均值 電動機最高空載轉(zhuǎn)速是電動機最高空載轉(zhuǎn)速是 0max / de nUC 1 odtd T UUU

4、T 圖圖4-3 電流可反向兩電流可反向兩 象限斬波調(diào)速系統(tǒng)象限斬波調(diào)速系統(tǒng) 電力拖動控制系統(tǒng)優(yōu)秀課件 正向制動工況正向制動工況。當當UoEa 時，時，Io 反向反向 ，電動機工作在第，電動機工作在第象限的回饋制象限的回饋制 動狀態(tài)。動狀態(tài)。 d i o u d U 2 VT a E 1 VDa L o i 兩象工作電路在發(fā)電狀態(tài)時的等效電路兩象工作電路在發(fā)電狀態(tài)時的等效電路 制動時，制動時，VT2或或VD1有電流，有電流，VT1和和 VD2無電流。把不參與工作的無電流。把不參與工作的VT1、VD2 去掉，可把電路重畫于右圖，圖中按習慣去掉，可把電路重畫于右圖，圖中按習慣 畫法把能量輸入方即電機

5、畫在了左邊。這畫法把能量輸入方即電機畫在了左邊。這 就是典型的升壓斬波器電路。就是典型的升壓斬波器電路。 電流的參考方向同前，實際為負值電流的參考方向同前，實際為負值 從上面的分析可知，圖從上面的分析可知，圖4-3所示的電路可以實現(xiàn)正向回饋制動，制動時電流所示的電路可以實現(xiàn)正向回饋制動，制動時電流(轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩) 反向，其運行象限為反向，其運行象限為、象限。該電路稱象限。該電路稱電流可反向的兩象限工作電路電流可反向的兩象限工作電路。 電力拖動控制系統(tǒng)優(yōu)秀課件 3) 波形分析及能量傳遞波形分析及能量傳遞 圖圖4-5 兩象限工作斬波調(diào)速系統(tǒng)從電動到制止轉(zhuǎn)換過程的兩象限工作斬波調(diào)速系統(tǒng)從電動到制止轉(zhuǎn)換過

6、程的 電壓電流波形及能量傳遞簡圖電壓電流波形及能量傳遞簡圖 電力拖動控制系統(tǒng)優(yōu)秀課件 d U a) 1 VD 1 VT 0 i 2 VD 2 VT o u 0 0 T n b) 圖圖4-6 電壓可反向的兩電壓可反向的兩 象限工作電路象限工作電路 a) 電路圖電路圖 b) 工作象工作象 限限 電壓可反向的兩象限工作電路電壓可反向的兩象限工作電路 電力拖動控制系統(tǒng)優(yōu)秀課件 3可四象限運行的電路可四象限運行的電路 t 0 0 0 T 0 u b) c) d) e) f) t 0 0 u 0 i 0 i 0 u 0 i t t 0 u 0 u 0 u 0 i 0 i 0 i T T 0 u 0 i 0

7、 u 0 i d U 3 VD a) 2 VD 1 VD 4 VD 1 VT 4 VT 3 VT 2 VT o u 0 i 0 0 T n 圖圖4-7可四象限運行的斬波調(diào)速電路可四象限運行的斬波調(diào)速電路 a） 電路圖電路圖 b)e）、象限波形圖象限波形圖 f） 工作象限工作象限 1.工作原理工作原理 H型橋式斬波電路的工作模式非型橋式斬波電路的工作模式非 常靈活，以最常用的可逆運行模式說常靈活，以最常用的可逆運行模式說 明之。明之。VT1、VT2為一組，為一組，VT3、 VT4為另一組，兩組在一個為另一組，兩組在一個PWM斬斬 波周期內(nèi)互補工作。波周期內(nèi)互補工作。 2.輸出電壓的平均值輸出電壓

8、的平均值 3.優(yōu)點優(yōu)點: 調(diào)節(jié)連續(xù)平滑調(diào)節(jié)連續(xù)平滑 ，四象限工作。，四象限工作。 21 odtd TT UUU T 電力拖動控制系統(tǒng)優(yōu)秀課件 4.2 直流斬波調(diào)速系直流斬波調(diào)速系 統(tǒng)統(tǒng) * n U TG n U ASR n U ACR * i U i U c U PWMGT DC DC GM i U 1系統(tǒng)原理圖系統(tǒng)原理圖 t 電力拖動控制系統(tǒng)優(yōu)秀課件 2交流電源供電時的制動交流電源供電時的制動 l 泵升電壓的產(chǎn)生原因泵升電壓的產(chǎn)生原因 l 泵升電壓的抑制與能耗制動泵升電壓的抑制與能耗制動 DC DC 0 VD 0 R 0 VT C 圖圖4-9限制泵升電壓的能耗制動電路限制泵升電壓的能耗制動電路 回饋制動狀態(tài)時，機械能變成電能送回直流側(cè)。這部分能量輸入直流環(huán)節(jié)回饋制動狀態(tài)時，機械能變成電能送回直流側(cè)。這部分能量輸入直流環(huán)節(jié) 的濾波電容，對電容充電的結(jié)果是使電容器兩端的電壓不斷地升高。的濾波電容，對電容充電的結(jié)果是使電容器兩端的電壓不斷地升高。 設(shè)正常工作時設(shè)正常工作時Ud=500V, C=2200uF,回饋電功率是回饋電功率是 P=2.2kW, 1秒鐘后電