可逆直流调速系统课件.pptVIP

第3章可逆调速系统1

?学习要点：（1）掌握可逆线路的基本结构；（2）掌握V-M系统反并联可逆线路4象限运行的各种工作状态；（3）掌握可逆系统的结构、工作原理、控制方式和性能；?重点、难点：1.可逆调速系统主回路的拓扑特征及回馈制动时对电源的要求；2.环流的产生、分类、对晶闸管可逆线路的影响。3.有环流可逆调速系统的正反运转过程中，主电路的能量变换、控制系统的调节等动态过程分析。2

3.1.0问题的提出?电动机不仅要能提供带动生产机械运动的电动转矩，还能产生制动转矩，实现生产机械快速的减速、停车与正反向运行等功能。?改变电枢电压的极性，或者改变励磁磁通的方向，都能够改变直流电机的旋转方向，这本来是很简单的事。?直流电动机采用电力电子装置供电时，由于电力电子器件的单向导电性，问题就变得复杂起来了。3

3.1.0问题的提出（续）?以转速和电磁转矩的坐标系表征之，就是要求运动控制系统具有在该坐标系上作四象限运行的功能，由于这样的调速系统转速可以反向，故称作可逆调速系统。

3.1.1单片微机控制的PWM可逆直流调速系统中、小功率的可逆直流调速系统多采用由电力电子功率开关器件组成的桥式可逆PWM变换器。图1-22绘出了PWM可逆调速系统的主电路，其中功率开关器件采用IGBT；在小容量系统中则可用将IGBT、续流二极管、驱动电路以及过流、欠压保护等封装在一起的智能功率模块—IPM。5

给定量n*，I*d和反馈量n，Id都是图3-1PWM可逆直流调速系统原理图6

?系统控制P1电01流环为内环，转速环为外环，内环的采样周期小于外该原理图的硬件结构如图3-4所示环的采样周期。?控制系统一般采用转速、电流双闭环控制?电流和转速采样值都有交流分量，采用硬件滤波与软件滤波相结合的办法如果只采用阻容电路滤波，阻容?ASR和ACR一般采用PI调节值太大时会延缓动态响应，7

系统控制（续）当转速给定信号在-nmax**之max间变化并达到稳态后，由微机输出的PWM信～0～+n号占空比ρ在0～?～1的范围内变化，使UPEM的输出平均电压系数为?=–1～0～+1[参看式（1-20）]，实现双极式可逆控制。8

为了避免同一桥臂上、下两个电力电子器件同时导通而nH形主电路结构引起直流电源短路，在由VT1、VT4导通切换到VT2、VT3导通或反向切换时，必+Us须留有死区时间。VT1VT32VD1VD3UUg1-g3+ABMMVT2VT4VD2VD4Ug21Ug49

3.1.2有环流控制的可逆晶闸管-电动机系统一.V-M系统的可逆线路根据电机理论，改变电枢电压的极性，或者改变励磁磁通的方向，都能够改变直流电机的旋转方向。因此，V-M系统的可逆线路有两种方式：–电枢反接可逆线路；–励磁反接可逆线路。10

1.电枢反接可逆线路电枢反接可逆线路的形式有多种，这里介绍如下3种方式：（1）接触器开关切换的可逆线路（2）晶闸管开关切换的可逆线路（3）两组晶闸管装置反并联可逆线路11

正转接触器线圈KMF,反转接触器（1）接触器开关切换的可逆线路线圈KMR?KMF闭合，电动机正转；?KMR闭合，电动机反转。12

?接触器切换可逆线路的特点?优点：仅需一组晶闸管装置，简单、经济。?缺点：有触点切换，开关寿命短；需自由停车后才能反向，时间长。?应用：不经常正反转的生产机械。13

（2）晶闸管开关切换的可逆线路?VT1、VT4导通，电动机正转；?VT2、VT3导通，电动机反转。晶闸管开关切换的可逆线路14

（3）两组晶闸管装置反并联可逆线路电路结构b)运行范围na)正向+-VFVRI-IMddO---IdId-+反向-n图3-2两组晶闸管可控整流装置反并联可逆线路15

?两组晶闸管装置可逆运行模式–电动机正转时，由正组晶闸管装置VF供电；–反转时，由反组晶闸管装置VR供电。两组晶闸管分别由两套触发装置控制，都能灵活地控制电动机的起、制动和升、降速。但是，不允许让两组晶闸管同时处于整流状态，否则将造成电源短路，因此对控制电路提出了严格的要求。16

2.励磁反接可逆线路改变励磁电流的方向也能使电动机改变转向。与电枢反接可逆线路一样，可以采用接触器开关或晶闸管开关切换方式，也可采用两组晶闸管反并联供电方式来改变励磁方向。励磁反接可逆线路见下图，电动机电枢用一组晶闸管装置供电，励磁绕组由另外的两组晶闸管装置供电。17

?励磁反接可逆供电方式++-VVFVRIdIf-IfM----+图3-3晶闸管反并联励磁反接可逆线路18

?励磁反接的特点–优点：供电装置功率小。由于励磁功率仅占电动机额定功率的1~5%，因此，采用励磁反接方案，所需晶闸管装置的容量小、投资少、效益高。–缺点：改变转向时间长。由于励磁绕