电力拖动控制系统4PPT文档格式.ppt

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单片微机控制的单片微机控制的PWM可逆直流调速系统可逆直流调速系统Shanghaiuniversity主电路：

主电路：

Ug4M+-Ug3VD1VD2VD3VD4Ug1Ug2VT1VT2VT4VT3ABMVT1Ug1VT2Ug2VT3Ug3VT4Ug4Shanghaiuniversity正反转的实现正反转的实现调速时，调速时，PWM信号占空比信号占空比的可调范围为的可调范围为01，使，使UPEM的输出平均电压系数的变化范围的输出平均电压系数的变化范围为为10.5时，时，为正，电机正转为正，电机正转当当|Ud0r|，n0电机输出电能实现回馈制动电机输出电能实现回馈制动。

PIdShanghaiuniversity（3）机械特性范围）机械特性范围图4-4c机械特性运行范围整流状态整流状态V-M系统工作在第系统工作在第一象限。

一象限。

逆变状态逆变状态V-M系统工作在第系统工作在第二象限二象限。

Id-Idn反组逆变回馈制动正组整流电动运动OShanghaiuniversity4.V-M系统的四象限运行系统的四象限运行在在可可逆逆调调速速系系统统中中，正正转转运运行行时时可可利利用用反反组组晶晶闸闸管管实实现现回回馈馈制制动动，反反转转运运行行时时同同样样可可以以利利用用正正组组晶晶闸闸管管实实现现回回馈馈制制动动。

这这样样，采采用用两两组组晶晶闸闸管管装装置置的的反反并并联联，就可实现电动机的四象限运行。

就可实现电动机的四象限运行。

归归纳纳起起来来，可可将将可可逆逆线线路路正正反反转转时时晶晶闸闸管管装装置置和和电电机的工作状态列于表机的工作状态列于表4-1中。

中。

ShanghaiuniversityMVRVFId-Id+-+-Shanghaiuniversity表表4-1V-M系统反并联可逆线路的工作状态系统反并联可逆线路的工作状态V-M系统的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+电机旋转方向+电机运行状态电动电动回馈发电回馈发电电动电动回馈发电回馈发电晶闸管工作的组别和状态正组整流正组整流反组逆变反组逆变反组整流反组整流正组逆变正组逆变机械特性所在象限一一二二三三四四Shanghaiuniversity反并联的晶闸管装置的其他应用反并联的晶闸管装置的其他应用即使是不可逆的调速系统，只要是需要快速的回馈制即使是不可逆的调速系统，只要是需要快速的回馈制动，常常也采用两组反并联的晶闸管装置，由动，常常也采用两组反并联的晶闸管装置，由正组提正组提供电动运行所需的整流供电，反组只提供逆变制动供电动运行所需的整流供电，反组只提供逆变制动。

这时，两组晶闸管装置的容量大小可以不同，反组这时，两组晶闸管装置的容量大小可以不同，反组只在短时间内给电动机提供制动电流，并不提供稳态只在短时间内给电动机提供制动电流，并不提供稳态运行的电流，实际采用的容量可以小一些。

运行的电流，实际采用的容量可以小一些。

Shanghaiuniversity三三.可逆可逆V-M系统中的环流问题系统中的环流问题1.环流及其种类环流及其种类环流的定义环流的定义采用两组晶闸管反并联的可逆采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统，系统，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流的短路电流，称作环流，如下图中所示。

，如下图中所示。

Shanghaiuniversity图图4-5反并联可逆反并联可逆V-M系统中的环流系统中的环流MVRVFUd0f+-+Ud0rRrecRrecRa-环流的形成环流的形成IdIcIc环流Id负载电流Shanghaiuniversity环流的危害和利用环流的危害和利用危害：

危害：

一般地说，这样的环流对负载无益，徒然一般地说，这样的环流对负载无益，徒然加加重晶闸管和变压器的负担，消耗功率重晶闸管和变压器的负担，消耗功率，环流太大时，环流太大时会导致晶闸管损坏，因此应该予以抑制或消除。

会导致晶闸管损坏，因此应该予以抑制或消除。

利用：

只要合理的对环流进行控制，保证晶闸管的只要合理的对环流进行控制，保证晶闸管的安全工作，可以安全工作，可以利用环流作为流过晶闸管的基本负利用环流作为流过晶闸管的基本负载电流，使电动机在空载或轻载时可工作在晶闸管载电流，使电动机在空载或轻载时可工作在晶闸管装置的电流连续区装置的电流连续区，以避免电流断续引起的非线性，以避免电流断续引起的非线性对系统性能的影响。

对系统性能的影响。

Shanghaiuniversity环流的分类环流的分类在不同情况下，会出现下列不同性质的环流：

在不同情况下，会出现下列不同性质的环流：

（1）静静态态环环流流两两组组可可逆逆线线路路在在一一定定控控制制角角下下稳稳定定工工作作时出现的环流，其中又有两类：

时出现的环流，其中又有两类：

直直流流平平均均环环流流由由晶晶闸闸管管装装置置输输出出的的直直流流平平均均电电压所产生的环流称作直流平均环流。

压所产生的环流称作直流平均环流。

瞬瞬时时脉脉动动环环流流两两组组晶晶闸闸管管输输出出的的直直流流平平均均电电压压差差为为零零，但但因因电电压压波波形形不不同同，瞬瞬时时电电压压差差仍仍会会产产生生脉动的环流，称作瞬时脉动环流脉动的环流，称作瞬时脉动环流。

（2）动态环流动态环流仅在可逆仅在可逆V-M系统处于过渡过程中出现系统处于过渡过程中出现的环流。

的环流。

Shanghaiuniversity图4-5反并联可逆V-M系统中的环流MVRVFUd0f+-+Ud0rRrecRrecRa-2.直流平均环流与配合控制直流平均环流与配合控制Shanghaiuniversity在两组晶闸管反并联的可逆在两组晶闸管反并联的可逆V-M系统中，如果让正组系统中，如果让正组VF和反组和反组VR都处于整流状态，两组的直流平均电压正负相都处于整流状态，两组的直流平均电压正负相连，必然产生较大的直流平均环流。

为了防止直流平均连，必然产生较大的直流平均环流。

为了防止直流平均环流的产生，需要采取必要的措施，比如：

环流的产生，需要采取必要的措施，比如：

采用封锁触发脉冲的方法，在任何时候，只允许一组采用封锁触发脉冲的方法，在任何时候，只允许一组晶闸管装置工作；

晶闸管装置工作；

无环流可逆调速系统无环流可逆调速系统采用配合控制的策略，使一组晶闸管装置工作在整流采用配合控制的策略，使一组晶闸管装置工作在整流状态，另一组则工作在逆变状态。

状态，另一组则工作在逆变状态。

Shanghaiuniversity

（1）配合控制原理）配合控制原理为了防止产生直流平均环流，应该当正组处为了防止产生直流平均环流，应该当正组处于整流状态时，强迫让反组处于逆变状态，且于整流状态时，强迫让反组处于逆变状态，且控制其幅值与之相等，用逆变电压把整流电压控制其幅值与之相等，用逆变电压把整流电压顶住，则直流平均环流为零。

于是顶住，则直流平均环流为零。

于是Ud0r=Ud0fUd0f=Ud0maxcosfUd0f=Ud0maxcosr其中其中f和和r分别为分别为VF和和VR的控制角的控制角。

Shanghaiuniversity由于两组晶闸管装置相同，两组的最大输出由于两组晶闸管装置相同，两组的最大输出电压电压Ud0max是一样的，因此，当直流平均环流为是一样的，因此，当直流平均环流为零时，应有零时，应有cosr=cosf或或r+f=180（4-3）如果反组的控制用逆变角如果反组的控制用逆变角r表示，则表示，则f=r（4-4）Shanghaiuniversity由此可见，按照式（由此可见，按照式（4-4）来控制就可以消除）来控制就可以消除直流平均环流，这称作直流平均环流，这称作=配合控制。

为了配合控制。

为了更可靠地消除直流平均环流，可采用更可靠地消除直流平均环流，可采用frShanghaiuniversity

（2）配合控制方法）配合控制方法为了实现配合控制，可将两组晶闸管装置的触发脉冲为了实现配合控制，可将两组晶闸管装置的触发脉冲零位都定在零位都定在90，即，即当控制电压当控制电压Uc=0时，使时，使f=r=90，此时此时Ud0f=Ud0r=0，电机处于停止状态。

电机处于停止状态。

增大控制电压增大控制电压Uc移相时，只要使两组触发装置的控移相时，只要使两组触发装置的控制电压大小相等符号相反就可以了制电压大小相等符号相反就可以了。

这样的触发控制电路示于下图。

Shanghaiuniversity图4-6=配合控制电路GTF正组触发装置GTR反组触发装置AR反号器MVRVFRrecRrec-1ARGTRGTFUcRaM（3）=配合控制电路Shanghaiuniversity在如图电路中，用同一个控制电压去控制两组触发装置，正组触发装置GTF由Uc直接控制，而反组触发装置GTR由控制，是经过反号器AR后获得的。

Shanghaiuniversity图4-7=配合控制特性-UcmUc90ormin180o0oUcm90o0o180ofminfminrminrfGTRGTFUc1rf（4）=配合控制特性配合控制特性ShanghaiuniversityMVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUc-四四.=配合控制的有环流可逆配合控制的有环流可逆V-M系统系统Shanghaiuniversity最小逆变角限制最小逆变角限制为了防止为了防止“逆变颠覆逆变颠覆”现象，必须现象，必须在控制电路中采用限幅作用，形成最小在控制电路中采用限幅作用，形成最小逆变角逆变角minmin保护。

与此同时，对保护。

与此同时，对角也角也实施实施minmin保护，以免出现保护，以免出现直流平均环直流平均环流。

流。

一般取一般取Shanghaiuniversity瞬时脉动环流的抑制瞬时脉动环流的抑制直流平均环流可以用配合控制消除，直流平均环流可以用配合控制消除，而瞬时脉动环流却是自然存在的。

为了抑而瞬时脉动环流却是自然存在的。

为了抑制瞬时脉动环流，可在环流回路中串入电制瞬时脉动环流，可在环流回路中串入电抗器，叫做抗器，叫做环流电抗器环流电抗器，或称，或称均衡电抗器。

均衡电抗器。

环流电抗的大小可以按照把瞬时环流环流电抗的大小可以按照把瞬时环流的直流分量限制在负载额定电流的的直流分量限制在负载额定电流的510%5