《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》課件第3章

第3章晶閘管-電動(dòng)機(jī)可逆調(diào)速系統(tǒng)

3.1晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)可逆運(yùn)行方案3.2兩組晶閘管可逆線路中的環(huán)流及其處理原則3.3有環(huán)流控制的可逆V-M系統(tǒng)3.4無(wú)環(huán)流控制的可逆V-M系統(tǒng)習(xí)題與思考題3.1晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)可逆運(yùn)行方案3.1.1問(wèn)題的提出在生產(chǎn)實(shí)際中，有許多生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)既能正轉(zhuǎn)，又能反轉(zhuǎn)，而且常常在減速和停車(chē)時(shí)還需要有制動(dòng)作用，以縮短制動(dòng)時(shí)間。例如可逆軋機(jī)的主傳動(dòng)和壓下裝置、電弧爐的提升機(jī)構(gòu)、龍門(mén)刨床工作臺(tái)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、礦井卷?yè)P(yáng)機(jī)、電梯等，都要求電動(dòng)機(jī)頻繁快速地正、反向運(yùn)行。還有一類生產(chǎn)機(jī)械，雖然并不需要電動(dòng)機(jī)可逆旋轉(zhuǎn)，但卻需要電動(dòng)機(jī)快速停車(chē)，例如薄板連軋機(jī)的卷取機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。上述兩類生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng)系統(tǒng)，都要求電動(dòng)機(jī)能夠較快地制動(dòng)。從直流電動(dòng)機(jī)的工作原理可知，要使其制動(dòng)或改變旋轉(zhuǎn)方向，就必須改變電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向，這時(shí)必須采用可逆自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)。前面關(guān)于直流調(diào)速系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能的分析和設(shè)計(jì)中，并未涉及電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方向問(wèn)題，所討論的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)都是朝著一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)的。這一章專門(mén)研究直流電動(dòng)機(jī)可逆調(diào)速系統(tǒng)。改變電樞電壓的極性，或者改變勵(lì)磁磁通的方向，都能夠改變直流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，這本來(lái)是很簡(jiǎn)單的事。然而當(dāng)電機(jī)采用電力電子裝置供電時(shí)，由于電力電子器件具有單向?qū)щ娦?，?wèn)題就變得復(fù)雜起來(lái)了，需要專用的可逆電力電子裝置和自動(dòng)控制系統(tǒng)。中、小功率的可逆直流調(diào)速系統(tǒng)多采用橋式可逆PWM變換器（見(jiàn)本書(shū)第4章），功率較大的直流可逆調(diào)速系統(tǒng)多采用V-M電源。由于晶閘管具有不可控關(guān)斷特性，因而其可逆調(diào)速系統(tǒng)相對(duì)較復(fù)雜。3.1.2可逆直流調(diào)速系統(tǒng)電路實(shí)現(xiàn)方式在沒(méi)有外力作用下，若要改變直流電機(jī)轉(zhuǎn)速，根據(jù)直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩表達(dá)式Te=CmΦIa可知，改變勵(lì)磁磁通Φ或改變電樞電流Ia均可改變電機(jī)轉(zhuǎn)矩方向，從而達(dá)到改變轉(zhuǎn)矩的目的。因此，直流電機(jī)可逆線路有兩種方式：電樞反接可逆線路和勵(lì)磁反接可逆線路。

1.電樞反接可逆線路電樞反接，改變電樞電流方向，從而可以改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向。電樞反接可逆線路的形式有多種，這里介紹如下4種：接觸器開(kāi)關(guān)切換的可逆線路，晶閘管開(kāi)關(guān)切換的可逆線路，兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆線路，H橋式PWM可逆線路。

(1)接觸器開(kāi)關(guān)切換的可逆線路：接觸器KMF閉合，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；接觸器KMR閉合，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。接觸器開(kāi)關(guān)切換可逆線路(如圖3-1所示)僅需四個(gè)切換開(kāi)關(guān)，簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但是在轉(zhuǎn)向切換時(shí)要求快速、準(zhǔn)確、安全，否則容易造成短路或切換時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。這種切換方式還存在噪聲大、壽命低等缺點(diǎn)，不適合正、反轉(zhuǎn)頻繁的應(yīng)用場(chǎng)合。圖3-1接觸器開(kāi)關(guān)切換的可逆線路（2）晶閘管開(kāi)關(guān)切換的可逆線路：為了避免有觸點(diǎn)電器的上述缺點(diǎn)，可采用無(wú)觸點(diǎn)的晶閘管開(kāi)關(guān)（VT1~VT4）來(lái)代替有觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，如圖3-2所示。VT1、VT4導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；VT2、VT3導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。這種方案雖然克服了有觸點(diǎn)電器的缺點(diǎn)，但是需要四個(gè)作為開(kāi)關(guān)使用的晶閘管，在經(jīng)濟(jì)上沒(méi)有明顯優(yōu)勢(shì)，技術(shù)上也存在一定缺陷，只是在某些小容量可逆?zhèn)鲃?dòng)中才有使用價(jià)值。圖3-2晶閘管開(kāi)關(guān)切換的可逆線路（3）兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆線路:較大功率的可逆直流調(diào)速系統(tǒng)多采用晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，故需要可逆運(yùn)行時(shí)經(jīng)常采用兩組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)的可逆線路，如圖3-3所示。兩組晶閘管分別由兩套觸發(fā)裝置控制，都能靈活地控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和升速、降速。但是，不允許兩組晶閘管同時(shí)處于整流狀態(tài)，否則將造成電源短路，因此這種線路對(duì)控制電路提出了嚴(yán)格的要求。圖3-3兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆線路

(a)電路結(jié)構(gòu)；(b)運(yùn)行范圍（4）H橋式PWM可逆線路：在中小功率PWM直流調(diào)速系統(tǒng)中，功率器件為全控型器件，可很方便地實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行。如圖3-4所示，正向運(yùn)行時(shí)，VT1、VT4導(dǎo)通與VD2、VD3續(xù)流相互配合，電流id分別沿回路1、2流通；反向運(yùn)行時(shí)，VT2、VT3導(dǎo)通與VD1、VD4續(xù)流相互配合，電流id分別沿回路3、4流通。兩種運(yùn)行方案相互配合，很容易實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行；但所用功率器件較多，電路復(fù)雜。H橋式PWM可逆線路多用于中小功率且需四象限運(yùn)行的場(chǎng)合，詳見(jiàn)本書(shū)第4章。圖3-4

H橋式PWM可逆線路

2.勵(lì)磁反接可逆線路對(duì)于勵(lì)磁反接可逆線路，通過(guò)改變勵(lì)磁電流的方向，也可改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向，改變勵(lì)磁電流的方向也能使電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)向。與電樞反接可逆線路一樣，可以采用接觸器開(kāi)關(guān)或晶閘管開(kāi)關(guān)切換方式，也可采用兩組晶閘管反并聯(lián)供電方式來(lái)改變勵(lì)磁方向。勵(lì)磁反接可逆線路見(jiàn)圖3-5，電動(dòng)機(jī)電樞用一組晶閘管裝置供電，勵(lì)磁繞組由另外的兩組晶閘管裝置供電。圖3-5勵(lì)磁反接可逆線路

(a)電動(dòng)機(jī)電樞回路；(b)勵(lì)磁繞組回路勵(lì)磁反接具有供電裝置功率小的優(yōu)點(diǎn)。由于勵(lì)磁功率僅占電動(dòng)機(jī)額定功率的1%~5%，因而采用勵(lì)磁反接方案，所需晶閘管裝置的容量小、投資少、效益高。但是勵(lì)磁反接需要較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)改變轉(zhuǎn)向，且由于勵(lì)磁繞組的電感大，因而勵(lì)磁反向的過(guò)程較慢。又因電動(dòng)機(jī)不允許在失磁的情況下運(yùn)行，因此系統(tǒng)控制相對(duì)復(fù)雜一些。3.1.3反接電樞和反接磁場(chǎng)可逆系統(tǒng)的比較反接電樞可逆系統(tǒng)改變的是電樞電流的方向，由于電樞回路電感較小，反向過(guò)程進(jìn)行很快，因而適用于頻繁啟、制動(dòng)且要求過(guò)渡過(guò)程盡量短的生產(chǎn)機(jī)械。但是這種方案需要兩套容量較大的晶閘管變流器，投資往往較大，特別是在大容量可逆系統(tǒng)中這種缺點(diǎn)尤為突出。反接磁場(chǎng)可逆系統(tǒng)所需的直流供電電源容量要小得多，只在電樞回路中用一套大容量的晶閘管變流器就夠了。這樣，對(duì)于大容量電動(dòng)機(jī)，反接磁場(chǎng)的方案投資較小，在經(jīng)濟(jì)上是比較便宜的。但是，由于電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組的電感較大，因而勵(lì)磁電流反向的過(guò)程要比反接電樞方案慢得多。為了盡可能較快地反向，常采用“強(qiáng)迫勵(lì)磁”的方法，當(dāng)然這樣設(shè)備容量要相應(yīng)增加。此外，反接磁場(chǎng)可逆系統(tǒng)在反向過(guò)程中，在電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流由額定值下降到零這段時(shí)間里，應(yīng)保證電樞電流為零，以免產(chǎn)生原來(lái)方向的轉(zhuǎn)矩，阻礙反向。如果電樞電流依然存在，電動(dòng)機(jī)將會(huì)出現(xiàn)弱磁升速的現(xiàn)象，這在生產(chǎn)工藝上也是不允許的。這樣就增加了反向過(guò)程的死區(qū)，也增加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。因此，反接磁場(chǎng)可逆系統(tǒng)只適用于對(duì)快速性要求不高，正、反轉(zhuǎn)不太頻繁的大容量可逆?zhèn)鲃?dòng)中，如卷?yè)P(yáng)機(jī)、電力機(jī)車(chē)等。3.2兩組晶閘管可逆線路中的環(huán)流及其處理原則3.2.1晶閘管裝置的逆變狀態(tài)與直流電動(dòng)機(jī)的回饋制動(dòng)

1.晶閘管裝置的整流和逆變狀態(tài)在V-M可逆調(diào)速系統(tǒng)中，晶閘管裝置可以工作在整流或有源逆變狀態(tài)。在電流連續(xù)的條件下，晶閘管裝置的平均理想空載輸出電壓為

當(dāng)控制角α<90°時(shí)，晶閘管裝置處于整流狀態(tài)，Ud0為正值，由電網(wǎng)向電動(dòng)機(jī)提供能量;當(dāng)控制角α>90°時(shí)，晶閘管裝置處于逆變狀態(tài)，Ud0為負(fù)值，能量由電動(dòng)機(jī)回饋流向電網(wǎng)。為了方便起見(jiàn)，定義逆變角β=180°－α，則逆變電壓公式可改寫(xiě)為

Ud0=－Ud0maxcosβ

（3-2）（3-1）

2.單組晶閘管裝置的有源逆變單組晶閘管裝置供電的V-M系統(tǒng)在拖動(dòng)起重機(jī)類型的負(fù)載時(shí)也可能出現(xiàn)整流和有源逆變狀態(tài)，如圖3-6所示。

1）整流狀態(tài)在圖3-6(a)中，當(dāng)α<90°時(shí)，平均整流電壓Ud0為正，且理想空載Ud0>E（E為電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)），所以輸出整流電流Id，使電機(jī)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩Te作電動(dòng)運(yùn)行，提升重物，這時(shí)電能從交流電網(wǎng)經(jīng)晶閘管裝置V傳送給電機(jī)，V處于整流狀態(tài)，V-M系統(tǒng)運(yùn)行于第一象限(見(jiàn)圖3-6(c))。

2）逆變狀態(tài)在圖3-6(b)中，當(dāng)α>90°時(shí)，Ud0為負(fù)，晶閘管裝置本身不能輸出電流，電機(jī)不能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩提升重物，只有靠重物本身的重量下降，迫使電機(jī)反轉(zhuǎn)，感生反向的電動(dòng)勢(shì)－E，圖中標(biāo)明了它的極性。當(dāng)|E|>|Ud0|時(shí)，可以產(chǎn)生與圖3-6(a)中同方向的電流，因而產(chǎn)生與提升重物同方向的轉(zhuǎn)矩，起制動(dòng)作用，阻止重物使它不要下降得太快。這時(shí)電機(jī)處于帶位勢(shì)性負(fù)載反轉(zhuǎn)制動(dòng)狀態(tài)，成為受重物拖動(dòng)的發(fā)電機(jī)，將重物的位能轉(zhuǎn)化成電能，通過(guò)晶閘管裝置V回饋給電網(wǎng)，V則工作于逆變狀態(tài)，V-M系統(tǒng)運(yùn)行于第四象限(見(jiàn)圖3-6(c))。圖3-6單組V-M系統(tǒng)帶起重機(jī)類負(fù)載時(shí)的整流和逆變狀態(tài)

(a)整流狀態(tài)（提升）;(b)逆變狀態(tài)（下放）;(c)機(jī)械特性

3.兩組晶閘管裝置反并聯(lián)的整流和逆變兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆線路的整流和逆變狀態(tài)原理與單組晶閘管線路相同，只是出現(xiàn)逆變狀態(tài)的具體條件不一樣?，F(xiàn)以正組晶閘管裝置整流和反組晶閘管裝置逆變?yōu)槔?，說(shuō)明兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆線路的工作原理。圖3-7(a)表示正組晶閘管裝置VF給電動(dòng)機(jī)供電，VF處于整流狀態(tài)，輸出理想空載整流電壓Ud0f的極性如圖所示，電機(jī)從電路輸入能量作電動(dòng)運(yùn)行，V-M系統(tǒng)工作在第一象限(見(jiàn)圖3-7(c))，和圖3-6(a)的整流狀態(tài)完全一樣。當(dāng)電動(dòng)機(jī)需要回饋制動(dòng)時(shí)，由于電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)的極性未變，要回饋電能必須產(chǎn)生反向電流，而反向電流是不可能通過(guò)VF流通的。這時(shí)，可以利用控制電路切換到反組晶閘管裝置VR(見(jiàn)圖3-7(b))，并使它工作在逆變狀態(tài)，產(chǎn)生圖中所示極性的逆變電壓Ud0r，當(dāng)E>|Ud0r|時(shí)，反向電流－Id便通過(guò)VR流通，電機(jī)輸出電能實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)，V-M系統(tǒng)工作在第二象限(見(jiàn)圖3-7(c))，這與圖3-6(b)、(c)所示的逆變狀態(tài)就不一樣了。圖3-7兩組晶閘管反并聯(lián)可逆V-M系統(tǒng)

(a)正組整流電動(dòng)運(yùn)行；(b)反組逆變回饋制動(dòng)；(c)機(jī)械特性運(yùn)行范圍在可逆調(diào)速系統(tǒng)中，正轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)可利用反組晶閘管實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)，反轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)同樣可以利用正組晶閘管實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)。將可逆線路正、反轉(zhuǎn)時(shí)晶閘管裝置和電機(jī)的工作狀態(tài)歸納于表3-1中。表3-1

V-M系統(tǒng)反并聯(lián)可逆線路的工作狀態(tài)即使是不可逆的調(diào)速系統(tǒng)，只要需要快速的回饋制動(dòng)，常常也采用兩組反并聯(lián)的晶閘管裝置，由正組提供電動(dòng)運(yùn)行所需的整流供電，反組只提供逆變制動(dòng)。這時(shí)，兩組晶閘管裝置的容量大小可以不同。反組只在短時(shí)間內(nèi)給電動(dòng)機(jī)提供制動(dòng)電流，并不提供穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的電流，實(shí)際采用的容量可以小一些。3.2.2可逆系統(tǒng)中的環(huán)流分析

1.環(huán)流及其種類采用兩組晶閘管反并聯(lián)或交叉連接是可逆V-M系統(tǒng)中比較典型的線路，它解決了電動(dòng)機(jī)頻繁正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行和回饋制動(dòng)中電能的回饋通道問(wèn)題。但是，如果兩組裝置的整流電壓同時(shí)出現(xiàn)，便會(huì)產(chǎn)生不流過(guò)負(fù)載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流，稱為環(huán)流，如圖3-8中的Ic。一般來(lái)說(shuō)，這樣的環(huán)流對(duì)負(fù)載無(wú)益，徒然加重晶閘管和變壓器的負(fù)擔(dān)，消耗功率，環(huán)流太大時(shí)還會(huì)導(dǎo)致晶閘管損壞，因此應(yīng)該予以抑制或消除。

但環(huán)流也并非一無(wú)是處，只要控制得好，保證晶閘管安全工作，可以利用環(huán)流作為保證電動(dòng)機(jī)在空載或輕載時(shí)使晶閘管工作的最小電流連續(xù)，避免了電流斷續(xù)引起的非線性現(xiàn)象對(duì)系統(tǒng)靜、動(dòng)態(tài)性能的影響。而且在可逆系統(tǒng)中存在少量環(huán)流，可以保證電流的無(wú)間斷反向，加快反向時(shí)的過(guò)渡過(guò)程。在實(shí)際系統(tǒng)中，要充分利用環(huán)流的有利方面，避免其不利方面。圖3-8反并聯(lián)可逆V-M系統(tǒng)中的環(huán)流

1）靜態(tài)環(huán)流靜態(tài)環(huán)流為兩組可逆線路在一定控制角下穩(wěn)定工作時(shí)出現(xiàn)的環(huán)流，其又分為兩類。

(1)直流平均環(huán)流：由晶閘管裝置輸出的直流平均電壓差所產(chǎn)生的環(huán)流。

(2)瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流：兩組晶閘管輸出的直流平均電壓差雖為零，但因電壓波形不同，瞬時(shí)電壓差仍會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)的環(huán)流，稱為瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流。

2）動(dòng)態(tài)環(huán)流動(dòng)態(tài)環(huán)流是僅在可逆V-M系統(tǒng)處于過(guò)渡過(guò)程中出現(xiàn)的環(huán)流。這里只對(duì)系統(tǒng)影響較大的靜態(tài)環(huán)流進(jìn)行定性分析。下面以反并聯(lián)線路為例來(lái)分析靜態(tài)環(huán)流。

2.直流平均環(huán)流與配合控制由圖3-8可以看出，如果讓正組VF和反組VR都處于整流狀態(tài)，兩組的直流平均電壓正負(fù)相連，則必然產(chǎn)生較大的直流平均環(huán)流。為了防止產(chǎn)生直流平均環(huán)流，應(yīng)該在正組處于整流狀態(tài)、Ud0f為正值時(shí)，強(qiáng)迫讓反組處于逆變狀態(tài)，Ud0r為負(fù)值且幅值與Ud0f相等，使逆變電壓Ud0r與整流電壓Ud0f相抵消，則直流平均環(huán)流為零。于是Ud0r=－Ud0f

由式（3-1），有Ud0f=Ud0maxcosαf

Ud0r=Ud0maxcosαr

其中αf和αr分別為VF和VR的控制角。由于兩組晶閘管裝置相同，兩組的最大輸出電壓Ud0max是一樣的，因此，當(dāng)直流平均環(huán)流為零時(shí)，應(yīng)有cosαr=－cosαf

或

αr+αf=180°（3-3）如果反組的控制角用逆變角βr表示，則

αf=βr

（3-4）由此可見(jiàn)，按照式（3-4）來(lái)控制就可以消除直流平均環(huán)流，這稱為α=β配合控制。為了更可靠地消除直流平均環(huán)流，可采用

αf≥βr

（3-5）為了實(shí)現(xiàn)α=β配合控制，可將兩組晶閘管裝置的觸發(fā)脈沖零位都定在90°，即當(dāng)控制電壓Uc=0時(shí)，使αf0=βr0=αr0=90°，此時(shí)Ud0f=Ud0r=0，電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)。增大移相控制電壓Uc時(shí)，只要使兩組觸發(fā)裝置的控制電壓大小相等符號(hào)相反就可以了，這樣的觸發(fā)控制電路示于圖3-9。用同一個(gè)控制電壓Uc去控制兩組觸發(fā)裝置，正組觸發(fā)裝置GTF由Uc直接控制，而反組觸發(fā)裝置GTR由=－Uc控制，是經(jīng)過(guò)反號(hào)器AR后獲得的。圖3-9

α=β配合控制電路采用同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路時(shí)，移相控制特性是線性的，兩組觸發(fā)裝置的控制特性都畫(huà)在圖3-10中。當(dāng)控制電壓Uc=0時(shí)，αf和αr都調(diào)整在90°。增大Uc時(shí)，αf減小而αr增大，或βr減小，使正組整流而反組逆變，在控制過(guò)程中始終保持αf=βr。反轉(zhuǎn)時(shí)，則應(yīng)保持αr=βf。為了防止晶閘管裝置在逆變狀態(tài)工作中逆變角β太小而導(dǎo)致?lián)Q流失敗，出現(xiàn)“逆變顛覆”現(xiàn)象，必須在控制電路中進(jìn)行限幅，形成最小逆變角βmin保護(hù)。與此同時(shí)，對(duì)α角也實(shí)施αmin保護(hù)，以免出現(xiàn)α<β而產(chǎn)生直流平均環(huán)流。通常取αmin=βmin=30°，其值視晶閘管器件的阻斷時(shí)間而定。圖3-10

α=β配合控制特性

3.瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流及其抑制

1）瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流產(chǎn)生的原因既然采用α=β配合控制已經(jīng)消除了直流平均環(huán)流，為什么還存在“有環(huán)流”系統(tǒng)呢？這是因?yàn)棣羏=βr能使Ud0f=－Ud0r。這只是就電壓的平均值而言的，由于整流與逆變電壓波形上的差異，因而仍會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)電壓ud0f>－ud0r的情況，從而仍能產(chǎn)生瞬時(shí)的脈動(dòng)環(huán)流。這個(gè)瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流是自然存在的，因此α=β配合控制有環(huán)流可逆系統(tǒng)又稱為自然環(huán)流系統(tǒng)。瞬時(shí)電壓差和瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流的大小因控制角的不同而異，圖3-11中以αf=βr=60°（即αr=120°）為例繪出了三相零式反并聯(lián)可逆線路的情況，這里采用零式線路的目的只是為了繪制波形簡(jiǎn)單。圖3-11

α=β配合控制的三相零式反并聯(lián)可逆線路的瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流（αf=βr=60°）

(a)三相零式可逆線路和瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流回路；

(b)αf=60°時(shí)整流電壓ud0f波形；

(c)βr=60°(αr=120°)時(shí)逆變電壓ud0r波形;

(d)瞬時(shí)電壓差Δud0和瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流icp波形圖3-11(a)是三相零式可逆線路和a相整流與b相逆變時(shí)的瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流流通的回路。圖3-11(b)是正組瞬時(shí)整流電壓ud0f的波形，以正半波兩相電壓波形的交點(diǎn)為自然換向點(diǎn)，αf=60°。圖3-11(c)是反組瞬時(shí)逆變電壓ud0r的波形，以負(fù)半波兩相電壓波形的交點(diǎn)為自然換向點(diǎn)，βr=60°或αr=120°。圖中陰影部分是a相整流和b相逆變時(shí)的電壓，顯然其瞬時(shí)值并不相等，而其平均值卻相同。正組整流電壓和反組逆變電壓之間的瞬時(shí)電壓差Δud0=ud0f－ud0r，其波形繪于圖3-11(d)。由于這個(gè)瞬時(shí)電壓差的存在，便在兩組晶閘管之間產(chǎn)生了瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流icp，也繪在圖3-11(d)中。由于晶閘管的內(nèi)阻Rrec很小，環(huán)流回路的阻抗主要是電感，所以icp不能突變，并且落后于Δud0；又由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，icp只能在一個(gè)方向脈動(dòng)，所以瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流也有直流分量Icp(見(jiàn)圖3-11(d))，但I(xiàn)cp與平均電壓差所產(chǎn)生的直流平均環(huán)流在性質(zhì)上是根本不同的。

2)脈動(dòng)環(huán)流的抑制直流平均環(huán)流可以用α≥β配合控制消除，而瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流卻是自然存在的。為了抑制瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流，可在環(huán)流回路中串入電抗器，叫做環(huán)流電抗器，或稱均衡電抗器，如圖3-11(a)中的Lc1和Lc2。環(huán)流電抗的大小可以按照把瞬時(shí)環(huán)流的直流分量Icp限制在負(fù)載額定電流的5%~10%來(lái)設(shè)計(jì)。環(huán)流電抗器的電感量及其接法因整流電路而異，可參考有關(guān)晶閘管電路的書(shū)籍或手冊(cè)。環(huán)流電抗器并不是在任何時(shí)刻都能起作用的，所以在三相零式可逆線路中，正、反兩個(gè)回路各設(shè)一個(gè)環(huán)流電抗器，它們?cè)诃h(huán)流回路中是串聯(lián)的，但是其中總有一個(gè)電抗器因流過(guò)直流負(fù)載電流而飽和。如圖3-11(a)所示正組整流時(shí)，Lc1因流過(guò)負(fù)載電流Id而使鐵芯飽和，失去了限制環(huán)流的作用，只能依靠在逆變回路中沒(méi)有負(fù)載電流流過(guò)的Lc2限制瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流。在三相零式反并聯(lián)可逆線路運(yùn)行時(shí)總有一組晶閘管裝置處于整流狀態(tài)，因此必須設(shè)置兩個(gè)環(huán)流電抗器。3.3有環(huán)流控制的可逆V-M系統(tǒng)3.3.1

α=β配合控制的有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)在α=β配合控制下，電樞可逆系統(tǒng)中雖然可以消除直流平均環(huán)流，但是有瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流存在，所以這樣的系統(tǒng)稱為有（脈動(dòng)）環(huán)流可逆系統(tǒng)。如果這種系統(tǒng)不施加其他控制，則這個(gè)瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流是自然存在的，因此又稱為自然環(huán)流系統(tǒng)。圖3-12

α=β配合控制的有環(huán)流可逆V-M系統(tǒng)原理框圖

1.系統(tǒng)的組成

α=β配合控制的有環(huán)流可逆V-M系統(tǒng)原理框圖如圖3-12所示，主電路采用兩組三相橋式晶閘管裝置反并聯(lián)的線路，有兩條并聯(lián)的環(huán)流通路，要用四個(gè)環(huán)流電抗器Lc1、Lc2、Lc3和Lc4。由于環(huán)流電抗器流過(guò)較大的負(fù)載電流會(huì)飽和，因而在電樞回路中還要另外設(shè)置一個(gè)體積較大的平波電抗器Ld?？刂凭€路采用典型的電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器都設(shè)置了雙向輸出限幅，以限制最大動(dòng)態(tài)電流和最小控制角αmin與最小逆變角βmin。為了在任何控制角時(shí)都保持αf－αr=180°的配合關(guān)系，應(yīng)始終保持＝－Uct，在GTR之前加放大倍數(shù)為1的反號(hào)器AR，可以滿足這一要求。根據(jù)可逆系統(tǒng)正反運(yùn)行的需要，給定電壓應(yīng)有正負(fù)極性(可由繼電器KF和KR來(lái)切換)，調(diào)節(jié)器輸出電壓對(duì)此能做出相應(yīng)的極性變化。為了保證轉(zhuǎn)速和電流的負(fù)反饋，必須使反饋信號(hào)也能反映出相應(yīng)的極性。測(cè)速發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的反饋電壓極性隨電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向改變而改變(值得注意的是電流反饋，簡(jiǎn)單地采用一套交流互感器或直流互感器都不能反映極性，反映電流反饋極性的方案有多種)。圖3-12中繪出的是采用霍爾電流變換器直接檢測(cè)直流電流的方法。

2.系統(tǒng)的工作原理正向運(yùn)行時(shí)，正向繼電器KF接通，轉(zhuǎn)速給定值為正值，經(jīng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器輸出移相控制信號(hào)Uct為正，正組觸發(fā)器GTF輸出的觸發(fā)脈沖控制角αf<90°，正組變流裝置VF處于整流狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)行。+Uct經(jīng)反號(hào)器AR使反組觸發(fā)器GTR的移相控制信號(hào)為負(fù)，反組輸出的觸發(fā)脈沖控制角αr>90°或βr<90°，且αf=βr，反組變流裝置VR處于待逆變狀態(tài)。所謂待逆變，就是逆變組除環(huán)流外并不流過(guò)負(fù)載電流，也沒(méi)有電能回饋電網(wǎng)，這種工作狀態(tài)稱為待逆變。同理，反向繼電器KR接通，轉(zhuǎn)速給定值為負(fù)值，反組變流裝置VR處于整流狀態(tài)，正組變流裝置VF處于待逆變狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)反向運(yùn)行。

α=β工作制配合控制系統(tǒng)的觸發(fā)移相特性如圖3-10所示。在進(jìn)行觸發(fā)移相時(shí)，當(dāng)一組晶閘管裝置處于整流狀態(tài)時(shí)，另一組便處于逆變狀態(tài)(控制角的工作狀態(tài))。這時(shí)逆變組除環(huán)流外并不流過(guò)負(fù)載電流，故沒(méi)有電能回饋電網(wǎng)，處于“待逆變狀態(tài)”。當(dāng)需要逆變組工作時(shí)，只要改變控制角，降低|Ud0f|和|Ud0r|，一旦電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)E>|Ud0r|=|Ud0f|時(shí)，整流組電流將截止，逆變組就能立即投入真正的逆變狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入回饋制動(dòng)狀態(tài)，將能量回饋電網(wǎng)。實(shí)際上當(dāng)逆變組回饋電能時(shí)，另一組也處于待整流狀態(tài)，但不進(jìn)行電能整流。所以在α=β配合控制下，負(fù)載電流按正反兩個(gè)方向平滑過(guò)渡，任何時(shí)候，它們總是一組晶閘管裝置在工作，另一組處于等待狀態(tài)。盡管α=β配合控制有很多優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際系統(tǒng)中，由于參數(shù)的變化、元件的老化或其他干擾作用，控制角可能偏離α=β的關(guān)系。一旦變成α<β，則整流電壓將大于逆變電壓(即使電壓差很小)，由于均衡電抗器對(duì)直流不起作用，故仍將產(chǎn)生較大的直流平均環(huán)流，如果沒(méi)有有效的控制措施，這種情況是很危險(xiǎn)的。為了避免這種危險(xiǎn)，在調(diào)整零位時(shí)應(yīng)留出一定的裕度，使α略大于β，例如α=β+φ,零位應(yīng)調(diào)整為

則這樣，任何時(shí)候整流電壓均小于逆變電壓，可以保證不產(chǎn)生直流平均環(huán)流，瞬時(shí)電壓差產(chǎn)生的瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流也會(huì)降低。φ不應(yīng)過(guò)大，否則會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)問(wèn)題:一是顯著地縮小了移相范圍(因?yàn)棣耺in是調(diào)整好的，而現(xiàn)在αmin必須大于βmin，造成αmin比原來(lái)更大了)，使晶閘管容量得不到充分的利用；二是造成明顯的控制死區(qū)，例如在啟動(dòng)時(shí)α從零位移到α=90°,這一段時(shí)間內(nèi)，整流電壓一直為零。3.3.2制動(dòng)過(guò)程分析可逆系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程與不可逆系統(tǒng)相同，但制動(dòng)過(guò)程有其特點(diǎn)。反轉(zhuǎn)過(guò)程是正向制動(dòng)過(guò)程與反向啟動(dòng)過(guò)程的銜接，整個(gè)正向制動(dòng)過(guò)程可按電流方向的不同分成兩個(gè)主要階段。在第一階段中，電流Id由正向負(fù)載電流(+IdL)下降到零，其方向未變，只能通過(guò)正組晶閘管裝置VF流通，這時(shí)正組處于逆變狀態(tài)，所以稱為“本組逆變階段”。在第二階段，電流的方向變負(fù)，由零變到負(fù)向最大電流(－Idm)，這時(shí)電流流過(guò)反組晶閘管裝置VR，所以稱為“它組制動(dòng)階段”。在本組逆變階段中電流降落，而在它組制動(dòng)階段中轉(zhuǎn)速降落。下面對(duì)每個(gè)階段作進(jìn)一步的分析。

1.本組逆變階段系統(tǒng)正向運(yùn)行時(shí)各主要部位的電位極性如圖3-13(a)所示。其中轉(zhuǎn)速給定電壓為正，轉(zhuǎn)速反饋電壓Un為負(fù)，ASR的輸入偏差電壓ΔUn=－Un為正。由于ASR的倒相作用，其輸出為負(fù)，電流反饋Ui為正，ACR輸入偏差電壓ΔUi=－Ui為負(fù)。經(jīng)ACR倒相輸出的控制電壓Uct為正，為負(fù)。根據(jù)圖3-10的觸發(fā)移相特性可知，此時(shí)αf<90°，即正組整流；而αr>90°時(shí)為反組待逆變狀態(tài)。主電路在忽略環(huán)流電抗器對(duì)負(fù)載電流變化的影響下，圖3-13中用箭頭表示能量的流向，其中雙線箭頭表示電能主要由正組晶閘管VF輸送給電動(dòng)機(jī)。圖3-13

α=β配合控制有環(huán)流可逆系統(tǒng)正向制動(dòng)各階段中各處電位的極性和能量流向(a)正向運(yùn)行，正組整流；(b)本組逆變階段Ⅰ：正組逆變，反組待整流；(c)它組建流子階段Ⅱ1：反組整流，正組待逆變，電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng);(d)它組逆變子階段Ⅱ2：反組逆變，正組待逆變，電動(dòng)機(jī)回饋制動(dòng)；(e)反向減流子階段Ⅱ3：反組逆變（或有一段整流），電動(dòng)機(jī)停車(chē)發(fā)出停車(chē)(或反向)指令后，轉(zhuǎn)速給定電壓突變?yōu)榱?或負(fù))。由于轉(zhuǎn)速反饋電壓Un極性仍為負(fù)，所以ΔUn為負(fù)，則ASR飽和，輸出躍變到正限幅值。這時(shí)電樞電流方向還沒(méi)有來(lái)得及改變，電流反饋電壓Ui的極性仍為正，ACR在+Ui合成信號(hào)的輸入下，輸出電壓Uct躍變成負(fù)的限幅值(－Uctm)，使正組VF由整流狀態(tài)很快變成的βf=βmin逆變狀態(tài)，同時(shí)反組VR由待逆變狀態(tài)變成待整流狀態(tài)。圖3-13(b)中表示了這時(shí)調(diào)速系統(tǒng)各處電位的極性和主電路中能量的流向。在負(fù)載電流回路中，由于正組晶閘管由整流變成逆變，Ud0f的極性反過(guò)來(lái)了，而電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢(shì)E的極性未變，迫使Id迅速下降，主電路電感迅速釋放儲(chǔ)能，企圖維持正向電流，在主電路總電感L兩端感應(yīng)出很大的電壓，其極性如圖3-13(b)所示。這時(shí)

（3-6）由于電感L釋放的磁場(chǎng)能量維持正向電流，大部分能量通過(guò)VF回饋電網(wǎng)，因而反組VR并不能真正輸出整流電流。在這一階段中投入逆變工作的仍是原來(lái)處于整流狀態(tài)工作的VF裝置，故稱其為本組逆變階段。由于電流的迅速下降，因而這個(gè)階段所占的時(shí)間很短，轉(zhuǎn)速來(lái)不及產(chǎn)生明顯的變化，本組逆變階段標(biāo)為Ⅰ，其波形如圖3-14所示。圖3-14

α=β配合控制有環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)正向制動(dòng)過(guò)渡過(guò)程波形

2.它組制動(dòng)階段當(dāng)主回路電流Id下降過(guò)零時(shí)，本組逆變終止，轉(zhuǎn)到反組VR工作，Id反向。從這時(shí)起，直到制動(dòng)結(jié)束，稱為“它組制動(dòng)階段”。它組制動(dòng)過(guò)程中能量流向的變化可分成三個(gè)子階段，如圖3-14所示，波形分別標(biāo)以Ⅱ1、Ⅱ2和Ⅱ3。

1）它組建流子階段Ⅱ1

在這個(gè)階段中，從Id過(guò)零并反向直至到達(dá)－Idm以前，電流反饋電壓Ui為負(fù)，但其輸出值小于（ΔUi=－Ui>0），因此ACR并未脫離飽和狀態(tài)，其輸出電壓Uct仍為－Uctm，這時(shí)，Ud0f和Ud0r的大小都和本組逆變階段一樣。但由于的數(shù)值略有減小，使（3-7）因而反組VR由待整流狀態(tài)進(jìn)入整流狀態(tài)，向主電路提供－Id。由于反組整流電壓Ud0r和反電動(dòng)勢(shì)E的極性相同，因而反向電流－Id很快增長(zhǎng)，電機(jī)處于反接制動(dòng)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速明顯降低，而正組VF則處于待逆變狀態(tài)。在這個(gè)子階段中，VR將交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔?，同時(shí)電動(dòng)機(jī)也將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，除去電阻上消耗的電能以外，大部分電能轉(zhuǎn)變?yōu)榇拍艽鎯?chǔ)在電感L中。這一階段各處電位極性和能量流向見(jiàn)圖3-13(c),過(guò)渡過(guò)程波形見(jiàn)圖3-14的Ⅱ1階段。

2）它組逆變子階段Ⅱ2

當(dāng)反向電流達(dá)到－Idm并略有超調(diào)時(shí)，ACR輸出電壓Uct退出飽和，其數(shù)值很快減小，又由負(fù)變正，然后再增大，使VR回到逆變狀態(tài)，而VF變成待整流狀態(tài)。此后，在ACR的調(diào)節(jié)作用下，力圖維持接近最大的反向電流－Idm，因而（3-8）使電機(jī)在恒減速條件下回饋制動(dòng)，把動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，其中大部分電能通過(guò)VR逆變回饋電網(wǎng)。由于電流恒定，因而電感中的磁能基本不變。這一階段各處電位極性和能量流向如圖3-13(d)所示，過(guò)渡過(guò)程波形見(jiàn)圖3-14中的Ⅱ2階段。由圖可知，這個(gè)階段所占的時(shí)間最長(zhǎng)，是制動(dòng)過(guò)程中的主要階段。

3）反向減流子階段Ⅱ3

在它組逆變階段中，電壓Uct、Ud0r、反電動(dòng)勢(shì)E和轉(zhuǎn)速n這幾個(gè)量是同步線性衰減的(如圖3-14所示)，由于要克服Rrec和Ra上的壓降，因而總是E>Ud0r，才能維持－Idm基本恒定。當(dāng)Ud0r=0時(shí)，E仍繼續(xù)下降，這時(shí)就無(wú)法維持－Idm不變了，于是電流立即衰減，開(kāi)始了反向減流子階段。在電流衰減過(guò)程中，電感L上的感應(yīng)電壓支持著反向電流，并釋放出存儲(chǔ)的磁能，與電動(dòng)機(jī)斷續(xù)釋放出的動(dòng)能一起通過(guò)VR逆變回饋電網(wǎng)，如圖3-13(e)所示，箭頭代表能量流向。如果電動(dòng)機(jī)很快停止，則整個(gè)制動(dòng)過(guò)程到此結(jié)束。如果由于各種可能的因素，電動(dòng)機(jī)并未立即停止，則可能在最后一小段時(shí)間里出現(xiàn)一些變化。其一是Uct=0后可能反向，則Ud0r也反向，反組又變成整流；其二是n=0后可能反向，Un也反向，才使ASR退出飽和。圖3-13(e)所示的虛線箭頭表示這些變化所伴隨的能量流向，在圖3-14所示的波形圖中也用虛線表示了這些變化。從上述分析和波形圖中可以看出，正向制動(dòng)過(guò)程主要是通過(guò)反組逆變回饋制動(dòng)，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在最大減速下衰減到零，只在制動(dòng)的開(kāi)始和末尾經(jīng)歷一些不同的狀態(tài)。如果制動(dòng)后緊接著反向啟動(dòng)，則只要將Id=－Idm的時(shí)間再延長(zhǎng)下去，直到反向轉(zhuǎn)速穩(wěn)定為止。制動(dòng)和啟動(dòng)過(guò)程完全銜接起來(lái)，沒(méi)有任何間斷或死區(qū)，這是有環(huán)流可逆系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)，特別適用于要求快速正、反轉(zhuǎn)的系統(tǒng)。其缺點(diǎn)是需要添置環(huán)流電抗器，而且晶閘管等元件都要負(fù)擔(dān)負(fù)載電流和環(huán)流，因此有環(huán)流可逆系統(tǒng)只適用于中小容量的系統(tǒng)。3.3.3給定環(huán)流和可控環(huán)流的V-M可逆調(diào)速系統(tǒng)前已述及，直流環(huán)流除了其不利的一面外還有其有利的一面，為了充分利用有環(huán)流可逆系統(tǒng)制動(dòng)和反向過(guò)程的平滑性和連續(xù)性，最好能有使電流波形連續(xù)的環(huán)流，于是提出了給定環(huán)流的V-M可逆調(diào)速系統(tǒng)和可控環(huán)流的V-M可逆調(diào)速系統(tǒng)。

1.給定環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)圖3-15所示為給定環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的原理圖，主電路常采用兩組三相橋式晶閘管整流電路交叉連接的可逆線路，這樣只要設(shè)置兩個(gè)均衡電抗器（兩組三相橋式晶閘管整流電路反并聯(lián)連接需要四個(gè)均衡電抗器）。控制線路仍為典型的電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)系統(tǒng)，但是為了能對(duì)環(huán)流加以控制，設(shè)置了兩個(gè)電流調(diào)節(jié)器ACR1和ACR2，用兩個(gè)電流互感器TAF和TAR從交流側(cè)分別檢測(cè)兩組晶閘管裝置中通過(guò)的電流，構(gòu)成正、反向各自獨(dú)立的電流閉環(huán)。為了使兩個(gè)電流調(diào)節(jié)器得到極性相反的給定信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大倍數(shù)為1的反號(hào)器AR輸出作為ACR2的電流給定。更能表明這種系統(tǒng)特征的是在每個(gè)電流調(diào)節(jié)器的輸入端都加上固定的環(huán)流給定信號(hào)<0，在控制回路中加入二極管VD1和VD2對(duì)和進(jìn)行選擇。圖3-15給定環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)原理圖當(dāng)轉(zhuǎn)速給定電壓=0時(shí)，由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR得到的電流給定信號(hào)也為零，即=

=0。兩個(gè)電流調(diào)節(jié)器ACR1和ACR2的輸入只有環(huán)流給定電壓－，依靠電流環(huán)的調(diào)節(jié)作用，使兩組晶閘管同時(shí)處于微微導(dǎo)通的整流狀態(tài)，輸出相等的電流If=Ir=（給定環(huán)流），在原有的瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流之外，又加上恒定的直流平均環(huán)流，其大小通常為額定電流的5%~10%，而電動(dòng)機(jī)的電樞電流Id=If－Ir=0。正向運(yùn)行時(shí)，>0，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出電流給定電壓<0，二極管VD1導(dǎo)通，負(fù)的加在正組電流調(diào)節(jié)器ACR1上，使正組觸發(fā)器GTF輸出脈沖向前移，正組控制角αf更小，輸出電壓Ud0f升高，正組VF中流過(guò)的電流If也增大；與此同時(shí)，反組的電流給定電壓>0，二極管VD2截止，反組電流調(diào)節(jié)器ACR2的給定信號(hào)仍為－。由于Ud0f升高，If也增大，使電動(dòng)機(jī)正向啟動(dòng)并穩(wěn)定在與給定電壓相應(yīng)的轉(zhuǎn)速上。同時(shí)，流過(guò)反組的電流也增加，電流反饋信號(hào)使反組觸發(fā)脈沖被移到逆變區(qū)。穩(wěn)態(tài)情況下，Ud0f=Ud0r，正組電流If=Id+，反組電流Ir=，其反饋信號(hào)Ui恰好等于環(huán)流給定電壓|－

|。因此，正組電流環(huán)處于負(fù)載電流調(diào)節(jié)狀態(tài)，反組電流環(huán)處于環(huán)流調(diào)節(jié)狀態(tài)。反向運(yùn)行時(shí)，反組VR供給負(fù)載電流Id，而正組VF只流過(guò)環(huán)流，反組整流而正組待逆變，兩個(gè)電流調(diào)節(jié)器的工作也恰好與正向運(yùn)行的情況相反。從上面的分析可知，無(wú)論是正向運(yùn)行，還是反向運(yùn)行，環(huán)流給定電壓極性始終為負(fù)，電流反饋信號(hào)Ui始終為正，電流檢測(cè)可以選用不反映電流極性的交流電流互感器或直流電流互感器，這是兩個(gè)電流調(diào)節(jié)器帶來(lái)的好處。

2.可控環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)上述給定環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)中，環(huán)流給定值是固定的，無(wú)論正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)或者停止，始終存在著直流平均環(huán)流。實(shí)際上我們只希望在空載或輕載運(yùn)行以及正反向切換過(guò)程中產(chǎn)生一定的直流平均環(huán)流，以避免電流的斷續(xù)。當(dāng)負(fù)載較重，電流較大且本來(lái)已經(jīng)連續(xù)時(shí)，再加上固定的直流平均環(huán)流就是有害而無(wú)益了。希望當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載電流較小時(shí)，有一定的直流平均環(huán)流，而隨著負(fù)載電流逐漸加大，直流平均環(huán)流隨之減小，當(dāng)負(fù)載電流大到一定程度時(shí)，就使直流平均環(huán)流自動(dòng)消失。圖3-16所示就是使環(huán)流能按照預(yù)期規(guī)律自動(dòng)調(diào)節(jié)的可控環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)。圖3-16可控環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)原理圖圖3-16所示的可控環(huán)流系統(tǒng)的控制線路大部分與圖3-15所示的給定環(huán)流系統(tǒng)相同，只是在二極管VD1和VD2上各并聯(lián)了一個(gè)電阻R和電容C構(gòu)成環(huán)流遏制回路。為了說(shuō)明其作用和對(duì)環(huán)流進(jìn)行定量分析，圖3-17給出了可控環(huán)流系統(tǒng)的電流調(diào)節(jié)器信號(hào)綜合情況。圖3-17可控環(huán)流系統(tǒng)的電流調(diào)節(jié)器與二極管VD并聯(lián)的電阻R的作用是：對(duì)于工作在整流狀態(tài)承擔(dān)電樞電流調(diào)節(jié)的那組晶閘管來(lái)說(shuō)，電流調(diào)節(jié)器給定電壓為負(fù)，二極管VD導(dǎo)通，并聯(lián)電阻R對(duì)它的工作情況不會(huì)產(chǎn)生任何影響。但是對(duì)于處于待逆變狀態(tài)承擔(dān)環(huán)流調(diào)節(jié)任務(wù)的那組晶閘管來(lái)說(shuō)，其電流調(diào)節(jié)器給定電壓為正，二極管VD是截止的，但是正的電壓通過(guò)與VD并聯(lián)的電阻R加到電流調(diào)節(jié)器的輸入端，對(duì)環(huán)流給定信號(hào)<0產(chǎn)生抵消作用，抵消的程度取決于電流給定信號(hào)的大小。穩(wěn)態(tài)時(shí)，電流給定信號(hào)基本上和負(fù)載電流成正比，因此，當(dāng)負(fù)載電流小時(shí)，正的不足以抵消負(fù)的，所以逆變組有很小的直流平均環(huán)流流過(guò)，電樞電流Id等于兩組晶閘管中流過(guò)的電流之差；隨著負(fù)載電流的增大，正的繼續(xù)增大，抵消負(fù)的的程度增大，當(dāng)負(fù)載電流大到一定程度時(shí)，=|

|，環(huán)流就完全被遏制住了。這時(shí)整流組流過(guò)負(fù)載電流，逆變組則無(wú)電流流過(guò)。并聯(lián)電容C可對(duì)遏制環(huán)流的動(dòng)態(tài)過(guò)程起加快作用?？煽丨h(huán)流的大小可以按實(shí)際需要來(lái)確定，其定量計(jì)算方法如下。在圖3-17中，假定輸入回路的電阻都是R0，通過(guò)虛地點(diǎn)A輸入的電流應(yīng)該基本上是零，當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于正向穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，對(duì)ACR1和ACR2可以分別列出下列方程式：對(duì)于正組電流調(diào)節(jié)器ACR1，<0，VD1導(dǎo)通，因此

所以

（3-9）（3-10）對(duì)于反組電流調(diào)節(jié)器ACR2，>0，VD2截止，則

所以

（3-11）（3-12）設(shè)兩組電流反饋系數(shù)相同，都是β，則Uif=βIfUir=βIr分別代入式（3-10）和式（3-12），得

（3-13）（3-14）電機(jī)停止時(shí)，=0，則

這就是環(huán)流給定值。（3-15）當(dāng)電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)行，負(fù)載電流增大到一定程度時(shí)，環(huán)流完全被遏制住，Ir=0，由式（3-14）可知，這時(shí)的電流給定信號(hào)為

代入式（3-13），則得（3-16）（3-17）式（3-17）表明，當(dāng)整流電流增大到空載給定環(huán)流的倍時(shí)，直流平均環(huán)流就為零了。例如，給定環(huán)流為10%Inom，并要求整流電流增大到25%Inom時(shí)將環(huán)流遏制到零，則環(huán)流給定電壓應(yīng)整定為而電阻R應(yīng)按下式選擇

則R=0.5R0

3.交叉反饋可控環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)上述可控環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)存在如下缺點(diǎn)：（1）兩個(gè)電流調(diào)節(jié)器ACR1和ACR2交替進(jìn)行負(fù)載電流控制和環(huán)流控制，每個(gè)電流調(diào)節(jié)器都要承擔(dān)對(duì)負(fù)載電流和環(huán)流的調(diào)節(jié)任務(wù)，但是負(fù)載電流回路和環(huán)流回路的參數(shù)是完全不同的，要使兩個(gè)電流調(diào)節(jié)器同時(shí)滿足負(fù)載電流回路和環(huán)流回路的要求，使負(fù)載電流和環(huán)流的調(diào)節(jié)過(guò)程同時(shí)具有良好的動(dòng)態(tài)品質(zhì)，這是不可能的，除非賦予電流調(diào)節(jié)器自適應(yīng)能力。（2）環(huán)流給定值隨電流給定值而不是隨負(fù)載電流實(shí)際值Id的增長(zhǎng)而減小，但I(xiàn)d的變化一般均滯后于的變化。這樣，在動(dòng)態(tài)過(guò)程中就可能造成配合失誤，使環(huán)流變化規(guī)律發(fā)生混亂，影響系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的平滑性。（3）由式（3-13）和式（3-14）可知，當(dāng)存在環(huán)流時(shí)，電流給定信號(hào)與負(fù)載實(shí)際電流之間的靜態(tài)關(guān)系為

但當(dāng)環(huán)流被完全遏制之后，二者的關(guān)系變?yōu)椋?-18）（3-19）由此可知，在有環(huán)流和無(wú)環(huán)流兩種工作狀態(tài)下，電流給定值與負(fù)載實(shí)際電流Id之間的靜態(tài)關(guān)系是不同的，這表明兩種工作狀態(tài)下負(fù)載電流調(diào)節(jié)環(huán)的靜態(tài)放大系數(shù)不同，相當(dāng)于在控制系統(tǒng)中引入了一個(gè)明顯的非線性因素，對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能將產(chǎn)生直接影響。鑒于以上情況，可以采用圖3-18所示的交叉反饋可控環(huán)流系統(tǒng)。圖3-18交叉反饋可控環(huán)流系統(tǒng)原理圖在該系統(tǒng)中，ASR是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器；ACR是負(fù)載電流調(diào)節(jié)器，它的反饋信號(hào)取自兩組晶閘管整流裝置流過(guò)的電流之差，因此反映負(fù)載電流的大小和極性。此外，還有兩個(gè)環(huán)流調(diào)節(jié)器ALR1和ALR2，它們的輸入信號(hào)有ACR的輸出、環(huán)流給定信號(hào)+、－和交叉電流反饋信號(hào)Uif和－Uir。ALR1和ALR2為比例調(diào)節(jié)器，ALR1的比例系數(shù)為+1，ALR2的比例系數(shù)為－1。當(dāng)>0時(shí)，經(jīng)ALR1輸出+Uctf控制正組晶閘管的觸發(fā)器，而經(jīng)ALR2反號(hào)的作用，正好將與正組相反的控制信號(hào)－Uctr送給反組晶閘管的觸發(fā)器。兩組觸發(fā)脈沖可以定相在αf0=αr0=90°,當(dāng)負(fù)載電流為零時(shí)，可以調(diào)節(jié)+和－，使系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)的環(huán)流；當(dāng)負(fù)載電流增大時(shí)，借助于電流的交叉反饋，可以使工作在逆變狀態(tài)的那組晶間管的觸發(fā)脈沖隨負(fù)載電流成比例后移，減小環(huán)流甚至到零。這種可控環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)，其負(fù)載電流和環(huán)流分別用不同的調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制，各調(diào)節(jié)器的參數(shù)可以根據(jù)各自的被控對(duì)象的參數(shù)進(jìn)行選擇，可以保證兩者的調(diào)節(jié)過(guò)程都具有比較理想的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。3.4無(wú)環(huán)流控制的可逆V-M系統(tǒng)有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)具有反向快、過(guò)渡平滑等優(yōu)點(diǎn)，但是要設(shè)置笨重而昂貴的限制環(huán)流的均衡電抗器。因此，當(dāng)工藝過(guò)程對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡特性的平滑性要求不高時(shí)，特別是對(duì)于大容量系統(tǒng)，從生產(chǎn)可靠性要求出發(fā)，常采用既沒(méi)有直流平均環(huán)流又沒(méi)有瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流的無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)。無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用十分廣泛，種類繁多，按實(shí)現(xiàn)無(wú)環(huán)流原理的不同，可以分為兩大類：錯(cuò)位控制的無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)和邏輯控制的無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)。環(huán)流產(chǎn)生的根本原因是兩組晶閘管都處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此，要消除環(huán)流就要消除形成環(huán)流的通路。由于晶閘管導(dǎo)通的條件有兩個(gè)，即元件兩端加有正向陽(yáng)極電壓的同時(shí)在門(mén)極加有正向觸發(fā)脈沖，兩者缺一不可。錯(cuò)位控制的無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)有正向觸發(fā)脈沖時(shí)逆變組晶閘管總處在反向陽(yáng)極電壓下，邏輯控制的無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)則用邏輯電路封鎖逆變組晶閘管的觸發(fā)脈沖，這兩種不同的指導(dǎo)思想引出了兩類不同的無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)。3.4.1錯(cuò)位控制的無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)上面我們?cè)?jīng)提到，改變可逆線路的零位整定，即把兩組晶閘管裝置的工作相位關(guān)系進(jìn)行錯(cuò)動(dòng)，可促使環(huán)流發(fā)生變化，這就是錯(cuò)位控制法。前面介紹過(guò)的可控環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)，實(shí)際上就采用了錯(cuò)位的方法對(duì)環(huán)流進(jìn)行控制，當(dāng)負(fù)載電流大到一定程度之后，系統(tǒng)即工作在錯(cuò)位無(wú)環(huán)流狀態(tài)，利用環(huán)流控制環(huán)自動(dòng)改變錯(cuò)位量來(lái)控制環(huán)流，使環(huán)流按照需要的規(guī)律變化。而現(xiàn)在要討論的錯(cuò)位控制的無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“錯(cuò)位無(wú)環(huán)流系統(tǒng)”）則始終使兩組晶閘管裝置工作在錯(cuò)位狀態(tài)，采用固定錯(cuò)位來(lái)消除靜態(tài)環(huán)流。

1.靜態(tài)環(huán)流的錯(cuò)位消除原理在錯(cuò)位無(wú)環(huán)流系統(tǒng)中，是利用觸發(fā)脈沖初始相位的錯(cuò)位整定來(lái)消除靜態(tài)環(huán)流的。為了說(shuō)明靜態(tài)環(huán)流的錯(cuò)位消除原理，我們以圖3-19所示的三相全控橋式反并聯(lián)可逆電路為例來(lái)分析觸發(fā)脈沖的初始相位與環(huán)流之間的關(guān)系，所得結(jié)論對(duì)于其他形式的主回路接線方式基本上也是適用的。在三相全控橋式反并聯(lián)可逆電路中，環(huán)流有兩條通路：一條環(huán)流通路由VF組中的共陰極晶閘管1、3、5和VR組中的共陽(yáng)極晶閘管4′、6′、2′構(gòu)成；另一條環(huán)流通路則由VF組中的共陽(yáng)極晶閘管4、6、2和VR組中的共陰極晶閘管1′、3′、5′構(gòu)成。兩條通路是完全對(duì)稱的，所以只研究其中一條就可以了，我們現(xiàn)在只討論前一條環(huán)流通路。圖3-19三相全控橋式反并聯(lián)可逆電路在自然環(huán)流系統(tǒng)中，采用α=β配合控制，把觸發(fā)脈沖的初始相位（零位）整定在αf0=αr0=90°的位置。這時(shí)，在不同觸發(fā)脈沖相位下的環(huán)流電壓（瞬時(shí)電壓差）ΔUd0與瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流icp的波形如圖3-20（a）所示。在任何控制角下都存在瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流。若將觸發(fā)脈沖的相位從α=β錯(cuò)開(kāi)，使α>β，則環(huán)流就會(huì)受到不同程度的抑制。例如，把零位向后移，將初始相位整定在αf0=αr0=120°，則一組的控制角α比另一組的逆變角β永遠(yuǎn)大60°。這時(shí)，在不同觸發(fā)脈沖相位下的瞬時(shí)電壓差Δud0

和瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流icp的波形如圖3-20（b）所示。由圖可以看出，系統(tǒng)在零位時(shí)沒(méi)有環(huán)流，但當(dāng)α為其他某些數(shù)值時(shí)仍會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流。圖3-20觸發(fā)脈沖初始相位整定與環(huán)流之間的關(guān)系(a)αf0=αr0=90°;(b)αf0=αr0=120°;(c)αf0=αr0=150°

需要說(shuō)明，在晶閘管整流電路中，觸發(fā)脈沖的極限有效移相范圍是α=0°~180°。因此，在錯(cuò)位無(wú)環(huán)流系統(tǒng)中，當(dāng)α>180°時(shí)，脈沖自然消失，因此，在圖3-20中，當(dāng)某一組的α>180°時(shí)，只有另一組晶閘管有觸發(fā)脈沖，此時(shí)肯定沒(méi)有環(huán)流。如果再將初始相位后移，移到αf0=αr0=150°，則瞬時(shí)電壓差Δud0的波形如圖3-20（c）所示，無(wú)論α在什么位置，都不會(huì)出現(xiàn)正向瞬時(shí)電壓差，也就不可能產(chǎn)生瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流。深入研究圖3-20中的波形可以發(fā)現(xiàn)有無(wú)靜態(tài)環(huán)流的一些規(guī)律。以第一條環(huán)流通路中由電源a相到b相的回路為例，由于晶閘管元件的單向?qū)щ娦?，只有?dāng)晶閘管1和6′均處于觸發(fā)導(dǎo)通狀態(tài)，而且存在正向瞬時(shí)電壓差，即ua>ub的瞬間時(shí)，才有可能產(chǎn)生a、b相間的瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流。由圖3-20可以看出，在0°~120°區(qū)間，都是ua>ub，因此，只要晶閘管1和6′的脈沖同時(shí)出現(xiàn)在120°線的左側(cè)，即αfa<120°，αrb<180°，就一定會(huì)產(chǎn)生a、b相間的環(huán)流。同理，在0°~180°區(qū)間，都是ua

>uc，只要αfa<180°，αrc<120°，必定有a、c相間的環(huán)流。對(duì)于其他任意兩相間，都可以得出類似的結(jié)論，b、c間和c、a間的情況與a、b間一樣，b、a間和c、b間的情況與a、c間一樣。歸納起來(lái)，實(shí)行配合控制時(shí)，移相過(guò)程只要符合下列任何一種條件：

就一定會(huì)產(chǎn)生靜態(tài)環(huán)流。如果是在這兩種條件之外，就可以沒(méi)有靜態(tài)環(huán)流了?；蚋鶕?jù)上述關(guān)系，可以作出如圖3-21所示的有無(wú)靜態(tài)環(huán)流的分界線。圖中的陰影區(qū)為有環(huán)流區(qū)，陰影區(qū)以外是無(wú)環(huán)流區(qū)。對(duì)于α=β配合控制可逆系統(tǒng)，觸發(fā)脈沖的初始相位整定在αf0=αr0=90°，即圖3-21中的O1點(diǎn)，調(diào)速時(shí)αf和αr的關(guān)系按線性變化，則控制角的配合特性為αf+αr=180°，即圖中的直線AO1B，這時(shí)，系統(tǒng)在整個(gè)工作范圍內(nèi)都是有環(huán)流的。如果既要消除靜態(tài)環(huán)流，又想保持配合控制的關(guān)系，即αf+αr為常量，則應(yīng)將配合特性平行上移至無(wú)環(huán)流區(qū)。由圖3-21可見(jiàn)，無(wú)環(huán)流的臨界狀況是直線CO2D，此時(shí)零位整定在O2點(diǎn)，即αf0=αr0=150°，配合特性為αf+αr=300°，這時(shí)，系統(tǒng)在整個(gè)工作范圍內(nèi)都是無(wú)環(huán)流的。但是，這種臨界狀態(tài)是不可靠的，一旦參數(shù)變化，使控制角減小，破壞了這種配合關(guān)系，就可能在某些范圍內(nèi)又出現(xiàn)環(huán)流。因此，為了確保不產(chǎn)生環(huán)流，實(shí)際系統(tǒng)常將零位整定在圖3-21中O3的位置，即αf0=αr0=180°，其配合特性如直線EO3F所示，方程式為αf+αr=360°。這種整定方法既安全可靠，又調(diào)整方便。圖3-21正、反組控制角的配合特性及無(wú)環(huán)流區(qū)當(dāng)錯(cuò)位控制系統(tǒng)的零位整定在180°時(shí)，若采用鋸齒波觸發(fā)器，則移相特性如圖3-22所示。這時(shí)，如果一組脈沖的相位小于180°，另一組脈沖的相位必定大于180°。大于180°的觸發(fā)脈沖對(duì)系統(tǒng)沒(méi)有任何作用，因此常常只讓它停留在180°處，或使大于180°的脈沖自動(dòng)消失。圖3-22中控制角超過(guò)180°的移相特性用虛線表示。圖3-22

αf0=αr0=180°時(shí)錯(cuò)位無(wú)環(huán)流系統(tǒng)的移相特性

2.帶電壓內(nèi)環(huán)的錯(cuò)位控制無(wú)環(huán)流系統(tǒng)錯(cuò)位控制無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的原理框圖如圖3-23所示。從整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式上看，除增設(shè)了電壓內(nèi)環(huán)和沒(méi)有了限制環(huán)流的均衡電抗器之外，與圖3-12所示的α=β配合控制的有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)沒(méi)有任何區(qū)別。它們之間的原則性區(qū)別在于觸發(fā)脈沖初始相位的整定值不同，但這一點(diǎn)在系統(tǒng)原理框圖上是看不出來(lái)的。圖3-23錯(cuò)位控制無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)原理框圖在錯(cuò)位無(wú)環(huán)流系統(tǒng)中，采用電壓內(nèi)環(huán)（或電流變化率內(nèi)環(huán)）是很普遍的，也是必不可少的，它擔(dān)負(fù)著非常重要的任務(wù)。（1）電壓內(nèi)環(huán)（或電流變化率內(nèi)環(huán)）的第一個(gè)重要作用是縮小反向時(shí)的電壓死區(qū)，加快系統(tǒng)的切換過(guò)程。（2）電壓內(nèi)環(huán)的第二個(gè)重要作用是防止動(dòng)態(tài)環(huán)流，保證電流安全換向。（3）電壓內(nèi)環(huán)（或電流變化率內(nèi)環(huán)）在一定程度上可以抑制電流斷續(xù)等非線性因素的影響，提高系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性能。在錯(cuò)位無(wú)環(huán)流系統(tǒng)中，兩組晶閘管觸發(fā)脈沖的初始相位都整定在180°，兩組的移相控制特性相對(duì)于縱軸完全對(duì)稱（見(jiàn)圖3-22），也就是說(shuō)，兩組晶閘管的工作范圍是按照Uct的極性來(lái)劃分的。

Uct為正時(shí)正組工作，Uct為負(fù)時(shí)反組工作。利用這一特點(diǎn)，可以省掉一套觸發(fā)裝置，即只用一套觸發(fā)裝置按照電壓調(diào)節(jié)器AVR輸出電壓Uct的極性有選擇地去觸發(fā)正組或反組晶閘管，從而構(gòu)成錯(cuò)位選觸無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)，這只要通過(guò)極性鑒別器和電子開(kāi)關(guān)來(lái)選擇就可以了，這種系統(tǒng)又稱為脈沖切換式錯(cuò)位無(wú)環(huán)流系統(tǒng)。3.4.2邏輯控制的無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)有環(huán)流可逆系統(tǒng)雖然具有反向快、過(guò)渡平滑等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)置幾個(gè)環(huán)流電抗器終究比較麻煩。因此，當(dāng)工藝過(guò)程對(duì)系統(tǒng)正反轉(zhuǎn)的平滑過(guò)渡特性要求不很高時(shí)，特別是對(duì)于大容量的系統(tǒng)，常采用既沒(méi)有直流平均環(huán)流又沒(méi)有瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流的無(wú)環(huán)流控制可逆系統(tǒng)。當(dāng)一組晶閘管工作時(shí)，用邏輯電路（硬件）或邏輯算法（軟件）去封鎖另一組晶閘管的觸發(fā)脈沖，使它完全處于阻斷狀態(tài)，以確保兩組晶閘管不同時(shí)工作，從根本上切斷了環(huán)流的通路，這就是邏輯控制的無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng)。DLC—無(wú)環(huán)流邏輯控制環(huán)節(jié)圖3-24邏輯控制的無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)原理框圖

1.邏輯控制無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的組成和工作原理邏輯控制無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“邏輯無(wú)環(huán)流系統(tǒng)”）的原理框圖示于圖3-24。主電路采用兩組晶閘管裝置反并聯(lián)電路，由于沒(méi)有環(huán)流，因而不用設(shè)置環(huán)流電抗器，但為了保證穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)電流波形連續(xù)，仍應(yīng)保留平波電抗器Ld?？刂葡到y(tǒng)采用典型的電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)系統(tǒng)，為了便于采用不反映極性的電流檢測(cè)方法，如圖3-24中所畫(huà)的交流互感器和整流器，可以為正反向電流環(huán)分別設(shè)置一個(gè)電流調(diào)節(jié)器，ACR1用來(lái)控制正組觸發(fā)裝置GTF，ACR2控制反組觸發(fā)裝置GTR，ACR1的給定信號(hào)經(jīng)反號(hào)器AR作為ACR2的給定信號(hào)。為了保證不出現(xiàn)環(huán)流，設(shè)置了無(wú)環(huán)流邏輯控制環(huán)節(jié)DLC，這是系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它按照系統(tǒng)的工作狀態(tài)指揮系統(tǒng)進(jìn)行正、反組的自動(dòng)切換，其輸出信號(hào)Ublf用來(lái)控制正組觸發(fā)脈沖的封鎖或開(kāi)放，Ublr用來(lái)控制反組觸發(fā)脈沖的封鎖或開(kāi)放。在任何情況下，兩個(gè)信號(hào)必須是相反的，決不允許兩組晶閘管同時(shí)開(kāi)放脈沖，以確保主電路沒(méi)有出現(xiàn)環(huán)流的可能。但是，和自然環(huán)流系統(tǒng)一樣，觸發(fā)脈沖的零位仍整定在αf0=αr0=90°，移相方法仍采用α=β配合控制。

2.無(wú)環(huán)流邏輯控制環(huán)節(jié)無(wú)環(huán)流邏輯控制環(huán)節(jié)是邏輯無(wú)環(huán)流系