電力拖動自動控制系統(tǒng)第四章答案

1、 可逆調(diào)速系統(tǒng)和位置隨動系統(tǒng) 第第 4 章章自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-292 本章在前三章的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探討可本章在前三章的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探討可逆調(diào)速系統(tǒng)和位置隨動系統(tǒng)?？紤]到大多逆調(diào)速系統(tǒng)和位置隨動系統(tǒng)?？紤]到大多數(shù)學(xué)校教學(xué)學(xué)時的限制和電氣工程及其自數(shù)學(xué)校教學(xué)學(xué)時的限制和電氣工程及其自動化專業(yè)的一般教學(xué)需求，本課件選擇可動化專業(yè)的一般教學(xué)需求，本課件選擇可逆調(diào)速系統(tǒng)為主要內(nèi)容。逆調(diào)速系統(tǒng)為主要內(nèi)容。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2934.1 可逆直流調(diào)速系統(tǒng)可逆直流調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)容提要內(nèi)容提要n問題的提

2、出問題的提出n晶閘管晶閘管-電動機(jī)系統(tǒng)的可逆線路電動機(jī)系統(tǒng)的可逆線路n晶閘管晶閘管-電動機(jī)系統(tǒng)的回饋制動電動機(jī)系統(tǒng)的回饋制動n兩組晶閘管可逆線路中的環(huán)流兩組晶閘管可逆線路中的環(huán)流n有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)n無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2944.1.0 問題的提出問題的提出 有許多生產(chǎn)機(jī)械要求電動機(jī)既能正有許多生產(chǎn)機(jī)械要求電動機(jī)既能正轉(zhuǎn)，又能反轉(zhuǎn)，而且常常還需要快速地轉(zhuǎn)，又能反轉(zhuǎn)，而且常常還需要快速地起動和制動，這就需要電力拖動系統(tǒng)具起動和制動，這就需要電力拖動系統(tǒng)具有四象限運(yùn)行的特性，也就是說，需要

3、有四象限運(yùn)行的特性，也就是說，需要可逆的調(diào)速系統(tǒng)可逆的調(diào)速系統(tǒng)。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-295 改變電樞電壓的極性，或者改變勵改變電樞電壓的極性，或者改變勵磁磁通的方向，都能夠改變直流電機(jī)的磁磁通的方向，都能夠改變直流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，這本來是很簡單的事。旋轉(zhuǎn)方向，這本來是很簡單的事。 然而當(dāng)電機(jī)采用電力電子裝置供電然而當(dāng)電機(jī)采用電力電子裝置供電時，由于時，由于電力電子器件的單向?qū)щ娦噪娏﹄娮悠骷膯蜗驅(qū)щ娦?，問題就變得復(fù)雜起來了，需要專用的可問題就變得復(fù)雜起來了，需要專用的可逆電力電子裝置和自動控制系統(tǒng)。逆電力電子裝置和自動控制系統(tǒng)。自動化與

4、信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2964.1.1 微機(jī)控制的微機(jī)控制的PWM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)可逆直流調(diào)速系統(tǒng) 中、小功率的可逆直流調(diào)速系統(tǒng)多采用中、小功率的可逆直流調(diào)速系統(tǒng)多采用由電力電子功率開關(guān)器件組成的橋式可逆由電力電子功率開關(guān)器件組成的橋式可逆PWM變換器。其中功率開關(guān)器件采用變換器。其中功率開關(guān)器件采用 IGBT ，在小容量系統(tǒng)中則可用將，在小容量系統(tǒng)中則可用將IGBT、續(xù)、續(xù)流二極管、驅(qū)動電路以及過流、欠壓保護(hù)等流二極管、驅(qū)動電路以及過流、欠壓保護(hù)等封裝在一起的智能功率模塊封裝在一起的智能功率模塊IPM。 自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息

5、工程學(xué)院電氣工程系2021年10月29日7橋式可逆橋式可逆PWM變換器變換器 可逆可逆PWM變換器主電路有多種形式，變換器主電路有多種形式，最常用的是橋式（亦稱最常用的是橋式（亦稱H形）電路，如形）電路，如圖圖1-20所示。所示。 這時，電動機(jī)這時，電動機(jī)M兩端電壓的極性隨兩端電壓的極性隨開關(guān)器件柵極驅(qū)動電壓極性的變化而改開關(guān)器件柵極驅(qū)動電壓極性的變化而改變，其控制方式有雙極式、單極式、受變，其控制方式有雙極式、單極式、受限單極式等多種，這里只著重分析最常限單極式等多種，這里只著重分析最常用的雙極式控制的可逆用的雙極式控制的可逆PWM變換器。變換器。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工

6、程學(xué)院電氣工程系2021年10月29日8+UsUg4M+-Ug3VD1VD2VD3VD4Ug1Ug2VT1VT2VT4VT3132AB4MVT1Ug1VT2Ug2VT3Ug3VT4Ug4圖圖1-18 橋式可逆橋式可逆PWM變換器變換器n H形主電路結(jié)構(gòu)形主電路結(jié)構(gòu)自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021年10月29日9n 雙極式控制方式雙極式控制方式（1）正向運(yùn)行：）正向運(yùn)行：n第第1階段，在階段，在 0 t ton 期間，期間， Ug1 、 Ug4為正，為正， VT1 、 VT4導(dǎo)通，導(dǎo)通， Ug2 、 Ug3為負(fù)，為負(fù)，VT2 、 VT3截止，電流截止，電流 i

7、d 沿回路沿回路1流通，電動機(jī)流通，電動機(jī)M兩端電壓兩端電壓UAB = +Us ；n第第2階段，在階段，在ton t T期間，期間， Ug1 、 Ug4為負(fù)，為負(fù)， VT1 、 VT4截止，截止， VD2 、 VD3續(xù)流，續(xù)流， 并鉗位使并鉗位使VT2 、 VT3保保持截止，電流持截止，電流 id 沿回路沿回路2流通，電動機(jī)流通，電動機(jī)M兩端電壓兩端電壓UAB = Us ；自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021年10月29日10n 雙極式控制方式（續(xù)）（2）反向運(yùn)行：）反向運(yùn)行：n第第1階段，在階段，在 0 t ton 期間，期間， Ug2 、 Ug3為負(fù)，為負(fù)，

8、VT2 、 VT3截止，截止， VD1 、 VD4 續(xù)流，并鉗位續(xù)流，并鉗位使使 VT1 、 VT4截止，電流截止，電流 id 沿回路沿回路4流通，流通，電動機(jī)電動機(jī)M兩端電壓兩端電壓UAB = +Us ；n第第2階段，在階段，在ton t T 期間，期間， Ug2 、 Ug3 為正，為正， VT2 、 VT3導(dǎo)通，導(dǎo)通， Ug1 、 Ug4為負(fù)，使為負(fù)，使VT1 、 VT4保持截止，電流保持截止，電流 id 沿回路沿回路3流通，電動流通，電動機(jī)機(jī)M兩端電壓兩端電壓UAB = Us ；自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021年10月29日11n 輸出波形輸出波形U,

9、 iUdEid+UsttonT0-UsOb) 正向電動運(yùn)行波形正向電動運(yùn)行波形U, iUdEid+UsttonT0-UsOc) 反向電動運(yùn)行波形反向電動運(yùn)行波形自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021年10月29日12n 輸出平均電壓輸出平均電壓 雙極式控制可逆雙極式控制可逆PWM變換器的輸出平均電壓為變換器的輸出平均電壓為（1-19） 如果占空比和電壓系數(shù)的定義與不可逆變換如果占空比和電壓系數(shù)的定義與不可逆變換器中相同，則在雙極式控制的可逆變換器中器中相同，則在雙極式控制的可逆變換器中 = 2 1 （1-20）注意：注意：這里這里 的計(jì)算公式與的計(jì)算公式與不可逆變

10、換器中的公式不可逆變換器中的公式就不一樣了。就不一樣了。sonsonsond) 12(UTtUTtTUTtU 占空比，占空比， = ton / T = ton f = Ud / Us為為PWM電壓系數(shù)電壓系數(shù)自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021年10月29日13n 調(diào)速范圍調(diào)速范圍 調(diào)速時，調(diào)速時， 的可調(diào)范圍為的可調(diào)范圍為01， 1 0.5時，時， 為正，電機(jī)正轉(zhuǎn)；為正，電機(jī)正轉(zhuǎn)；n當(dāng)當(dāng) |Ud0r|， n 0 電機(jī)輸出電能實(shí)現(xiàn)回饋制動。電機(jī)輸出電能實(shí)現(xiàn)回饋制動。PId自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2945c）機(jī)械

11、特性范圍）機(jī)械特性范圍Id-Idn反組逆變反組逆變回饋制動回饋制動正組整流正組整流電動運(yùn)動電動運(yùn)動c) 機(jī)械特性運(yùn)行范圍機(jī)械特性運(yùn)行范圍 整流狀態(tài)：整流狀態(tài)： V-M系統(tǒng)工作在第系統(tǒng)工作在第一象限。一象限。 逆變狀態(tài)：逆變狀態(tài)： V-M系統(tǒng)工作在第系統(tǒng)工作在第二象限。二象限。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-29464. V-M系統(tǒng)的四象限運(yùn)行系統(tǒng)的四象限運(yùn)行 在可逆調(diào)速系統(tǒng)中，正轉(zhuǎn)運(yùn)行時可利在可逆調(diào)速系統(tǒng)中，正轉(zhuǎn)運(yùn)行時可利用反組晶閘管實(shí)現(xiàn)回饋制動，反轉(zhuǎn)運(yùn)行時用反組晶閘管實(shí)現(xiàn)回饋制動，反轉(zhuǎn)運(yùn)行時同樣可以利用正組晶閘管實(shí)現(xiàn)回饋制動。同樣可以利用正組晶閘管

12、實(shí)現(xiàn)回饋制動。這樣，采用兩組晶閘管裝置的反并聯(lián)，就這樣，采用兩組晶閘管裝置的反并聯(lián)，就可實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的四象限運(yùn)行?？蓪?shí)現(xiàn)電動機(jī)的四象限運(yùn)行。 歸納起來，可將可逆線路正反轉(zhuǎn)時晶歸納起來，可將可逆線路正反轉(zhuǎn)時晶閘管裝置和電機(jī)的工作狀態(tài)列于表閘管裝置和電機(jī)的工作狀態(tài)列于表4-1中。中。 自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2947表表4-1 V-M系統(tǒng)反并聯(lián)可逆線路的工作狀態(tài)系統(tǒng)反并聯(lián)可逆線路的工作狀態(tài) V-M系統(tǒng)的工作狀態(tài)系統(tǒng)的工作狀態(tài)正向運(yùn)行正向運(yùn)行正向制動正向制動反向運(yùn)行反向運(yùn)行反向制動反向制動電樞端電壓極性電樞端電壓極性+電樞電流極性電樞電流極性+電機(jī)旋

13、轉(zhuǎn)方向電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向+電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)電動電動回饋發(fā)電回饋發(fā)電電動電動回饋發(fā)電回饋發(fā)電晶閘管工作的組別和晶閘管工作的組別和狀態(tài)狀態(tài)正組整流正組整流反組逆變反組逆變反組整流反組整流正組逆變正組逆變機(jī)械特性所在象限機(jī)械特性所在象限一一二二三三四四自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2948 反并聯(lián)的晶閘管裝置的其他應(yīng)用反并聯(lián)的晶閘管裝置的其他應(yīng)用 即使是不可逆的調(diào)速系統(tǒng)，只要是需要快即使是不可逆的調(diào)速系統(tǒng)，只要是需要快速的回饋制動，常常也采用兩組反并聯(lián)的晶閘速的回饋制動，常常也采用兩組反并聯(lián)的晶閘管裝置，由管裝置，由正組提供電動運(yùn)行所需的整流供電，正組

14、提供電動運(yùn)行所需的整流供電，反組只提供逆變制動反組只提供逆變制動。 這時，兩組晶閘管裝置的容量大小可以不這時，兩組晶閘管裝置的容量大小可以不同，反組只在短時間內(nèi)給電動機(jī)提供制動電流，同，反組只在短時間內(nèi)給電動機(jī)提供制動電流，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。以小一些。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2949三三. 可逆可逆V-M系統(tǒng)中的環(huán)流問題系統(tǒng)中的環(huán)流問題 1. 環(huán)流及其種類環(huán)流及其種類n環(huán)流的定義：環(huán)流的定義： 采用兩組晶閘管反并聯(lián)的可逆采用兩組晶閘管反并聯(lián)的可逆V-M系統(tǒng)，如果兩組裝置的

15、整流電壓同時出系統(tǒng)，如果兩組裝置的整流電壓同時出現(xiàn)，便會產(chǎn)生現(xiàn)，便會產(chǎn)生不流過負(fù)載而直接在兩組不流過負(fù)載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流晶閘管之間流通的短路電流，稱作環(huán)流，稱作環(huán)流，如下圖中所示。如下圖中所示。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2950圖圖4-5 反并聯(lián)可逆反并聯(lián)可逆V-M系統(tǒng)中的環(huán)流系統(tǒng)中的環(huán)流 MVR VFUd0f+-+Ud0rRrecRrecRa- - 環(huán)流的形成環(huán)流的形成IdIcIc 環(huán)流環(huán)流Id 負(fù)載電流負(fù)載電流 自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2951 環(huán)流的危害和利用環(huán)流的危

16、害和利用n危害：危害：一般地說，這樣的環(huán)流對負(fù)載無益，徒一般地說，這樣的環(huán)流對負(fù)載無益，徒然加重晶閘管和變壓器的負(fù)擔(dān)，消耗功率，環(huán)然加重晶閘管和變壓器的負(fù)擔(dān)，消耗功率，環(huán)流太大時會導(dǎo)致晶閘管損壞，因此應(yīng)該予以抑流太大時會導(dǎo)致晶閘管損壞，因此應(yīng)該予以抑制或消除。制或消除。n利用：利用：只要合理的對環(huán)流進(jìn)行控制，保證晶閘只要合理的對環(huán)流進(jìn)行控制，保證晶閘管的安全工作，可以利用環(huán)流作為流過晶閘管管的安全工作，可以利用環(huán)流作為流過晶閘管的基本負(fù)載電流，使電動機(jī)在空載或輕載時可的基本負(fù)載電流，使電動機(jī)在空載或輕載時可工作在晶閘管裝置的電流連續(xù)區(qū)，以避免電流工作在晶閘管裝置的電流連續(xù)區(qū)，以避免電流斷續(xù)引起

17、的非線性對系統(tǒng)性能的影響。斷續(xù)引起的非線性對系統(tǒng)性能的影響。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2952 環(huán)流的分類環(huán)流的分類 在不同情況下，會出現(xiàn)下列不同性質(zhì)的環(huán)流：在不同情況下，會出現(xiàn)下列不同性質(zhì)的環(huán)流： （1）靜態(tài)環(huán)流）靜態(tài)環(huán)流兩組可逆線路在一定控制角下兩組可逆線路在一定控制角下穩(wěn)定工作時出現(xiàn)的環(huán)流，其中又有兩類：穩(wěn)定工作時出現(xiàn)的環(huán)流，其中又有兩類：n直流平均環(huán)流直流平均環(huán)流由晶閘管裝置輸出的直流平均由晶閘管裝置輸出的直流平均電壓所產(chǎn)生的環(huán)流稱作直流平均環(huán)流。電壓所產(chǎn)生的環(huán)流稱作直流平均環(huán)流。n瞬時脈動環(huán)流瞬時脈動環(huán)流兩組晶閘管輸出的直流平均電兩組

18、晶閘管輸出的直流平均電壓差為零，但因電壓波形不同，瞬時電壓差仍會壓差為零，但因電壓波形不同，瞬時電壓差仍會產(chǎn)生脈動的環(huán)流，稱作瞬時脈動環(huán)流。產(chǎn)生脈動的環(huán)流，稱作瞬時脈動環(huán)流。 自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2953環(huán)流的分類（續(xù)）環(huán)流的分類（續(xù)）（2）動態(tài)環(huán)流）動態(tài)環(huán)流僅在可逆僅在可逆V-M系統(tǒng)處于系統(tǒng)處于過渡過程中出現(xiàn)的環(huán)流。過渡過程中出現(xiàn)的環(huán)流。 這里，主要分析靜態(tài)環(huán)流的形成原因，這里，主要分析靜態(tài)環(huán)流的形成原因，并討論其控制方法和抑制措施。并討論其控制方法和抑制措施。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-

19、29542. 直流平均環(huán)流與配合控制直流平均環(huán)流與配合控制 在兩組晶閘管反并聯(lián)的可逆在兩組晶閘管反并聯(lián)的可逆V-M系統(tǒng)中，如系統(tǒng)中，如果讓正組果讓正組VF 和反組和反組VR都處于整流狀態(tài)，兩組的都處于整流狀態(tài)，兩組的直流平均電壓正負(fù)相連，必然產(chǎn)生較大的直流平直流平均電壓正負(fù)相連，必然產(chǎn)生較大的直流平均環(huán)流。為了防止直流平均環(huán)流的產(chǎn)生，需要采均環(huán)流。為了防止直流平均環(huán)流的產(chǎn)生，需要采取必要的措施，比如：取必要的措施，比如：n采用封鎖觸發(fā)脈沖的方法，在任何時候，只允采用封鎖觸發(fā)脈沖的方法，在任何時候，只允許一組晶閘管裝置工作；許一組晶閘管裝置工作；n采用配合控制的策略，使一組晶閘管裝置工作采用配合

20、控制的策略，使一組晶閘管裝置工作在整流狀態(tài)，另一組則工作在逆變狀態(tài)。在整流狀態(tài)，另一組則工作在逆變狀態(tài)。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2955（1）配合控制原理）配合控制原理 為了防止產(chǎn)生直流平均環(huán)流，應(yīng)該當(dāng)正組為了防止產(chǎn)生直流平均環(huán)流，應(yīng)該當(dāng)正組處于整流狀態(tài)時，強(qiáng)迫讓反組處于逆變狀態(tài)，處于整流狀態(tài)時，強(qiáng)迫讓反組處于逆變狀態(tài)，且控制其幅值與之相等，用逆變電壓把整流電且控制其幅值與之相等，用逆變電壓把整流電壓壓“頂住頂住”，則直流平均環(huán)流為零。于是，則直流平均環(huán)流為零。于是 Ud0r = Ud0f 由式（由式（4-1），）， Ud0f = Ud0 m

21、ax cos f Ud0r = Ud0 max cos r其中其中 f 和和 r 分別為分別為VF和和VR的控制角。的控制角。coscosmsinmd0maxmd0UUU自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2956 由于兩組晶閘管裝置相同，兩組的最大輸出由于兩組晶閘管裝置相同，兩組的最大輸出電壓電壓 Ud0max 是一樣的，因此，當(dāng)直流平均環(huán)流為是一樣的，因此，當(dāng)直流平均環(huán)流為零時，應(yīng)有零時，應(yīng)有 cos r = cos f或或 r + f = 180 （4-3）如果反組的控制用逆變角如果反組的控制用逆變角 r 表示，則表示，則 f = r （4-4）

22、自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2957 由此可見，按照式（由此可見，按照式（4-4）來控制就）來控制就可以消除直流平均環(huán)流，這稱作可以消除直流平均環(huán)流，這稱作 = 配合控制。為了更可靠地消除直流平均配合控制。為了更可靠地消除直流平均環(huán)流，可采用環(huán)流，可采用 f r （4-5） （既是逆變電壓大于整流電壓?。仁悄孀冸妷捍笥谡麟妷海。┳詣踊c信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2958（2）配合控制方法）配合控制方法 為了實(shí)現(xiàn)配合控制，可將兩組晶閘管為了實(shí)現(xiàn)配合控制，可將兩組晶閘管裝置的觸發(fā)脈沖零位都定在裝置的觸發(fā)

23、脈沖零位都定在90，即，即n當(dāng)控制電壓當(dāng)控制電壓 Uc= 0 時，使時，使 f = r = 90，此此時時 Ud0f = Ud0r = 0 ，電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)。，電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)。n增大控制電壓增大控制電壓Uc 移相時，只要使兩組觸發(fā)裝移相時，只要使兩組觸發(fā)裝置的控制電壓大小相等符號相反就可以了。置的控制電壓大小相等符號相反就可以了。這樣的觸發(fā)控制電路示于下圖。這樣的觸發(fā)控制電路示于下圖。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2959圖圖4-6 = 配合控制電路配合控制電路GTF-正組觸發(fā)裝置正組觸發(fā)裝置 GTR-反組觸發(fā)裝置反組觸發(fā)裝置 AR-反號器反號

24、器 MVRVFRrecRrec-1ARGTRGTFUcRaM（3） = 配合控制電路配合控制電路自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2960 在如圖電路中，用同一個控制電在如圖電路中，用同一個控制電壓去控制兩組觸發(fā)裝置，正組觸發(fā)壓去控制兩組觸發(fā)裝置，正組觸發(fā)裝置裝置GTF由由 Uc 直接控制，而反組觸直接控制，而反組觸發(fā)裝置發(fā)裝置GTR由由 控制，控制， 是是經(jīng)過反號器經(jīng)過反號器AR后獲得的。后獲得的。 ccUUcU自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2961（4） = 配合控制特性配合控制特性 = 配合控制系統(tǒng)的

25、移相控制特性示配合控制系統(tǒng)的移相控制特性示于下圖。移相時，如果一組晶閘管裝置于下圖。移相時，如果一組晶閘管裝置處于整流狀態(tài)，另一組便處于逆變狀態(tài)，處于整流狀態(tài)，另一組便處于逆變狀態(tài)，這是指控制角的工作狀態(tài)而言的。這是指控制角的工作狀態(tài)而言的。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2962圖圖4-7 配合控制移相特性配合控制移相特性 = 移相控制特性（續(xù)）移相控制特性（續(xù)） - UcmUc90o rmin180o 0oUcm90o0o 180o fmin fmin rmin r fCTRCTFUc1自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系

26、2021-10-2963（5） = 控制的控制的工作狀態(tài)工作狀態(tài)待逆變狀態(tài)待逆變狀態(tài) 實(shí)際上，這時逆變組除環(huán)流外并實(shí)際上，這時逆變組除環(huán)流外并未流過負(fù)載電流，也就沒有電能回饋電網(wǎng)，確切地未流過負(fù)載電流，也就沒有電能回饋電網(wǎng)，確切地說，它只是處于說，它只是處于“待逆變狀態(tài)待逆變狀態(tài)”，表示該組晶閘管，表示該組晶閘管裝置是在逆變角控制下等待工作。裝置是在逆變角控制下等待工作。逆變狀態(tài)逆變狀態(tài) 只有在制動時，當(dāng)發(fā)出信號改變控只有在制動時，當(dāng)發(fā)出信號改變控制角后，同時降低了整流電壓和逆變電壓的幅值，制角后，同時降低了整流電壓和逆變電壓的幅值，一旦電機(jī)反電動勢一旦電機(jī)反電動勢 E |Ud0r| = |U

27、d0f|，整流組電流將，整流組電流將被截止，逆變組才真正投入逆變工作，使電機(jī)產(chǎn)生被截止，逆變組才真正投入逆變工作，使電機(jī)產(chǎn)生回饋制動，將電能通過逆變組回饋電網(wǎng)?；仞佒苿?，將電能通過逆變組回饋電網(wǎng)。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2964 = 控制的控制的工作狀態(tài)（續(xù)）工作狀態(tài)（續(xù)）n待整流狀態(tài)待整流狀態(tài) 同樣，當(dāng)逆變組工作時，同樣，當(dāng)逆變組工作時，另一組也是在等待著整流，可稱作處于另一組也是在等待著整流，可稱作處于“待待整流狀態(tài)整流狀態(tài)”。 所以，在所以，在 = 配合控制下，負(fù)載電配合控制下，負(fù)載電流可以迅速地從正向到反向（或從反向流可以迅速地從正向

28、到反向（或從反向到正向）平滑過渡，到正向）平滑過渡，在任何時候，實(shí)際在任何時候，實(shí)際上只有一組晶閘管裝置在工作，另一組上只有一組晶閘管裝置在工作，另一組則處于等待工作的狀態(tài)則處于等待工作的狀態(tài)。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2965（6）最小逆變角限制）最小逆變角限制 為了防止晶閘管裝置在逆變狀態(tài)工作為了防止晶閘管裝置在逆變狀態(tài)工作中逆變角太小而導(dǎo)致?lián)Q流失敗，出現(xiàn)中逆變角太小而導(dǎo)致?lián)Q流失敗，出現(xiàn)“逆逆變顛覆變顛覆”現(xiàn)象，必須在控制電路中采用限現(xiàn)象，必須在控制電路中采用限幅作用，形成最小逆變角幅作用，形成最小逆變角 min保護(hù)。與此保護(hù)。與此同時，對

29、同時，對 角也實(shí)施角也實(shí)施 min 保護(hù)，以免出現(xiàn)保護(hù)，以免出現(xiàn) Ud0f Ud0r 而產(chǎn)生直流平均環(huán)流。通常取而產(chǎn)生直流平均環(huán)流。通常取30minmin自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-29663. 瞬時脈動環(huán)流及其抑制瞬時脈動環(huán)流及其抑制（1） 瞬時的脈動環(huán)流產(chǎn)生的原因：瞬時的脈動環(huán)流產(chǎn)生的原因： 采用配合控制已經(jīng)消除了直流平均環(huán)采用配合控制已經(jīng)消除了直流平均環(huán)流，但是，由于晶閘管裝置的輸出電壓流，但是，由于晶閘管裝置的輸出電壓是脈動的，造成整流與逆變電壓波形上是脈動的，造成整流與逆變電壓波形上的差異，仍會出現(xiàn)瞬時電壓的情況，從的差異，仍會出現(xiàn)瞬時

30、電壓的情況，從而仍能產(chǎn)生瞬時的脈動環(huán)流。這個瞬時而仍能產(chǎn)生瞬時的脈動環(huán)流。這個瞬時脈動環(huán)流是自然存在的，因此脈動環(huán)流是自然存在的，因此配合控制配合控制有環(huán)流可逆系統(tǒng)又稱作自然環(huán)流系統(tǒng)有環(huán)流可逆系統(tǒng)又稱作自然環(huán)流系統(tǒng)。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2967（2）瞬時脈動環(huán)流產(chǎn)生情況舉例）瞬時脈動環(huán)流產(chǎn)生情況舉例 瞬時電壓差和瞬時脈動環(huán)流的大小瞬時電壓差和瞬時脈動環(huán)流的大小因控制角的不同而異。因控制角的不同而異。 現(xiàn)以現(xiàn)以 f = r = 60為例，分析三相為例，分析三相零式反并聯(lián)可逆線路產(chǎn)生瞬時脈動環(huán)流零式反并聯(lián)可逆線路產(chǎn)生瞬時脈動環(huán)流的情況，這里采

31、用零式線路的目的只是的情況，這里采用零式線路的目的只是為了繪制波形簡單。為了繪制波形簡單。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2968圖圖4-9 配合控制的三相零式反并聯(lián)可逆線路的瞬時脈動環(huán)流配合控制的三相零式反并聯(lián)可逆線路的瞬時脈動環(huán)流 a) 三相零式可逆線路三相零式可逆線路和瞬時脈動環(huán)流回路和瞬時脈動環(huán)流回路 -Ud0fLc1RrecRrecUd0rVFVR 三相零式反并聯(lián)可逆線路三相零式反并聯(lián)可逆線路IdIcp（a）自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2969 三相零式反并聯(lián)的電壓波形三相零式反并聯(lián)的電壓波形

32、d) 瞬時電壓差和瞬時電壓差和瞬時脈動環(huán)流波形瞬時脈動環(huán)流波形 b)整流電壓波形整流電壓波形 c) 逆變電壓波形逆變電壓波形 abcaud0r0w tp2pUd0rw tIcpicp ud0af ud0fw tabca0p2pUd0f0ar ud0圖圖4-9自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2970 瞬時脈動環(huán)流的產(chǎn)生瞬時脈動環(huán)流的產(chǎn)生 正組整流電壓和反組逆變電壓之間的正組整流電壓和反組逆變電壓之間的瞬時電壓差，瞬時電壓差， ud0 = ud0f ud0r 其波形繪于圖其波形繪于圖4-9d。由于這個瞬時電。由于這個瞬時電壓差的存在，便在兩組晶閘管之間產(chǎn)

33、生壓差的存在，便在兩組晶閘管之間產(chǎn)生了瞬時脈動環(huán)流了瞬時脈動環(huán)流 icp，也繪在圖，也繪在圖4-9d中。中。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2971 瞬時脈動環(huán)流的直流分量瞬時脈動環(huán)流的直流分量 由于晶閘管的內(nèi)阻很小，環(huán)流回路由于晶閘管的內(nèi)阻很小，環(huán)流回路的阻抗主要是電感，所以不能突變，并的阻抗主要是電感，所以不能突變，并且落后于且落后于 ud0 ；又由于晶閘管的單向?qū)В挥钟捎诰чl管的單向?qū)щ娦?，只能在一個方向脈動，所以瞬時電性，只能在一個方向脈動，所以瞬時脈動環(huán)流也有直流分量脈動環(huán)流也有直流分量 Icp （見圖（見圖4-9d），），但與平均電壓差所

34、產(chǎn)生的直流平均環(huán)流但與平均電壓差所產(chǎn)生的直流平均環(huán)流在性質(zhì)上是根本不同的。在性質(zhì)上是根本不同的。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2972（3）瞬時脈動環(huán)流的抑制）瞬時脈動環(huán)流的抑制 直流平均環(huán)流可以用配合控制消除，直流平均環(huán)流可以用配合控制消除，而瞬時脈動環(huán)流卻是自然存在的。為了抑而瞬時脈動環(huán)流卻是自然存在的。為了抑制瞬時脈動環(huán)流，可在環(huán)流回路中串入電制瞬時脈動環(huán)流，可在環(huán)流回路中串入電抗器，叫做抗器，叫做環(huán)流電抗器環(huán)流電抗器，或稱均衡電抗器，或稱均衡電抗器，如圖如圖4-9a中的中的 Lc1和和 Lc2 。 環(huán)流電抗的大小可以按照把瞬時環(huán)流環(huán)流電抗的

35、大小可以按照把瞬時環(huán)流的直流分量限制在負(fù)載額定電流的的直流分量限制在負(fù)載額定電流的5%10%來設(shè)計(jì)。來設(shè)計(jì)。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2973 環(huán)流電抗器的設(shè)置環(huán)流電抗器的設(shè)置 三相零式反并聯(lián)可逆線路必須在正、反兩個回路三相零式反并聯(lián)可逆線路必須在正、反兩個回路中各設(shè)一個環(huán)流電抗器，因?yàn)槠渲锌傆幸粋€電抗器中各設(shè)一個環(huán)流電抗器，因?yàn)槠渲锌傆幸粋€電抗器會因流過直流負(fù)載電流而飽和，失去限流作用。會因流過直流負(fù)載電流而飽和，失去限流作用。n例如：例如： 在圖在圖 4-9a 中當(dāng)正組中當(dāng)正組VF整流時，流過負(fù)載整流時，流過負(fù)載電流，使電流，使 Lc1 鐵

36、芯飽和，只能依靠在逆變回路中鐵芯飽和，只能依靠在逆變回路中的的 Lc2 限制環(huán)流。限制環(huán)流。同理，當(dāng)反組同理，當(dāng)反組VR整流時，只能依靠整流時，只能依靠 Lc1限制環(huán)流。限制環(huán)流。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2974l 在三相橋式反并聯(lián)可逆線路中，由于每一組橋又有兩條在三相橋式反并聯(lián)可逆線路中，由于每一組橋又有兩條并聯(lián)的環(huán)流通道，總共要設(shè)置并聯(lián)的環(huán)流通道，總共要設(shè)置4個環(huán)流電抗器。個環(huán)流電抗器。12MVFVRabcABC-環(huán)流電抗器的設(shè)置（續(xù)）環(huán)流電抗器的設(shè)置（續(xù)）自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-297

37、5M MVFVFVRVRa ab bc cA AB BC Caabbcc- 環(huán)流電抗器的設(shè)置（續(xù)）環(huán)流電抗器的設(shè)置（續(xù)）l在三相橋式交叉連接可逆線路中，由于電源在三相橋式交叉連接可逆線路中，由于電源獨(dú)立，每一組橋只有一條環(huán)流通道，因此只獨(dú)立，每一組橋只有一條環(huán)流通道，因此只要設(shè)置要設(shè)置2 2個環(huán)流電抗器。個環(huán)流電抗器。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2976四四. = 配合控制的有環(huán)流可逆配合控制的有環(huán)流可逆V-M系統(tǒng)系統(tǒng)1. 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TM

38、TALdUcKFKR+- -自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2977 主電路主電路 主電路采用兩組三相橋式晶閘管裝置反并聯(lián)主電路采用兩組三相橋式晶閘管裝置反并聯(lián)的可逆線路，其中：的可逆線路，其中： 正組晶閘管正組晶閘管VF，由，由GTF控制觸發(fā)，控制觸發(fā)， 正轉(zhuǎn)時，正轉(zhuǎn)時，VF整流；整流； 反轉(zhuǎn)時，反轉(zhuǎn)時，VF逆變。逆變。 反組晶閘管反組晶閘管VR，由，由GTR控制觸發(fā)，控制觸發(fā)， 反轉(zhuǎn)時，反轉(zhuǎn)時，VR整流；整流； 正轉(zhuǎn)時，正轉(zhuǎn)時，VR逆變。逆變。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2978 給定與檢測電路（轉(zhuǎn)

39、速）給定與檢測電路（轉(zhuǎn)速） 根據(jù)可逆系統(tǒng)正反向運(yùn)行的需要，給定電壓、根據(jù)可逆系統(tǒng)正反向運(yùn)行的需要，給定電壓、轉(zhuǎn)速反饋電壓、電流反饋電壓都應(yīng)該能夠反映正轉(zhuǎn)速反饋電壓、電流反饋電壓都應(yīng)該能夠反映正和負(fù)的極性。這里和負(fù)的極性。這里n給定電壓：正轉(zhuǎn)時，給定電壓：正轉(zhuǎn)時，KF閉合，閉合， U*n=“+”； 反轉(zhuǎn)時，反轉(zhuǎn)時，KR閉合，閉合， U*n=“-”。n轉(zhuǎn)速反饋：正轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)速反饋：正轉(zhuǎn)時， Un=“-”， 反轉(zhuǎn)時，反轉(zhuǎn)時， Un=“+”。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2979 給定與檢測電路（電流）給定與檢測電路（電流）電流反饋電壓：電流反饋電壓：n正轉(zhuǎn)

40、時，正轉(zhuǎn)時，Ui =“+”；n反轉(zhuǎn)時，反轉(zhuǎn)時，Ui =“-”。注意：注意：由于電流反饋應(yīng)能否反映極性，因由于電流反饋應(yīng)能否反映極性，因此圖中的電流互感器需采用此圖中的電流互感器需采用直流電流互直流電流互感器感器或或霍爾變換器霍爾變換器，以滿足這一要求。，以滿足這一要求。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2980 控制電路控制電路 控制電路采用典型的轉(zhuǎn)速、電流控制電路采用典型的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，其中：雙閉環(huán)系統(tǒng)，其中：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR控制轉(zhuǎn)速，設(shè)置雙向輸出控制轉(zhuǎn)速，設(shè)置雙向輸出限幅電路，以限制限幅電路，以限制最大起制動電流最大起制動電流；電

41、流調(diào)節(jié)器電流調(diào)節(jié)器ACR控制電流，設(shè)置雙向輸出控制電流，設(shè)置雙向輸出限幅電路，以限制限幅電路，以限制最小控制角最小控制角 min 與與最小逆最小逆變角變角 min 。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-29812. 控制方式控制方式 采用同步采用同步信號為鋸齒波信號為鋸齒波的觸發(fā)電路時，的觸發(fā)電路時，移相控制特性移相控制特性是線性的，兩是線性的，兩組觸發(fā)裝置的組觸發(fā)裝置的控制特性如圖控制特性如圖所示。所示。 rmin180o 0o- UcmUcmUc90o90o0o 180o fmin fmin rmin r fCTRCTFUc1自動化與信息工程學(xué)院電氣

42、工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2982n反轉(zhuǎn)時：反轉(zhuǎn)時： l 0， r 90，VR整流：整流： Ud0r =“+”；lUc 0， f 0， f 90，VF整流整流： Ud0f =“+”；l 0， r 90，VR逆變：逆變： Ud0r =“-”。n停轉(zhuǎn)時：停轉(zhuǎn)時：Uc = 0， r = f = 90， Ud0f = Ud0r = 0。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2983 AR =“-” VR逆變逆變3. 工作過程工作過程n正向運(yùn)行過程：正向運(yùn)行過程：KF閉合，閉合， U*n=“+” U*i=“-” Uc =“+”cU電動機(jī)正向

43、運(yùn)行電動機(jī)正向運(yùn)行VF整流整流 注意：注意：ASR、ACR、轉(zhuǎn)速反饋為反號轉(zhuǎn)速反饋為反號自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2984正向運(yùn)行過程系統(tǒng)狀態(tài)正向運(yùn)行過程系統(tǒng)狀態(tài)+ - - - -+Id有環(huán)流系統(tǒng)正向運(yùn)行過程有環(huán)流系統(tǒng)正向運(yùn)行過程MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUcKFKR+- -Pn自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2985n 制動過程制動過程 整個制動過程可以分為兩個主要階整個制動過程可以分為兩個主要階段，其中還有一些

44、子階段。主要階段分段，其中還有一些子階段。主要階段分為：為： I. 本組逆變階段；本組逆變階段； II.它組制動階段。它組制動階段。 現(xiàn)以正向制動為例，說明有環(huán)流可現(xiàn)以正向制動為例，說明有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的制動過程。逆調(diào)速系統(tǒng)的制動過程。 自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2986I. I. 本組逆變階段（本組逆變階段（VF:VF:整流狀態(tài)整流狀態(tài)逆變狀態(tài)逆變狀態(tài)) ) 在這階段中，電流由正向負(fù)載電流下在這階段中，電流由正向負(fù)載電流下降到零，其方向未變，因此只能仍通過降到零，其方向未變，因此只能仍通過正組正組VFVF流通，具體過程如下：流通，具體過程如

45、下：l發(fā)出停車（或反向）指令后，轉(zhuǎn)速給定電壓發(fā)出停車（或反向）指令后，轉(zhuǎn)速給定電壓突變?yōu)榱悖ɑ蜇?fù)值）；突變?yōu)榱悖ɑ蜇?fù)值）；lASRASR輸出躍變到正限幅值輸出躍變到正限幅值 + +U U* *imim ；lACRACR輸出躍變成負(fù)限幅值輸出躍變成負(fù)限幅值 - -U Ucmcm ；lVFVF由整流狀態(tài)很快變成的逆變狀態(tài)，同時反由整流狀態(tài)很快變成的逆變狀態(tài)，同時反組組VRVR由待逆變狀態(tài)轉(zhuǎn)變成待整流狀態(tài)。由待逆變狀態(tài)轉(zhuǎn)變成待整流狀態(tài)。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2987l在在VF-M回路中，由于回路中，由于VF變成逆變狀態(tài)，極變成逆變狀態(tài)，極性變負(fù)，

46、而電機(jī)反電動勢性變負(fù)，而電機(jī)反電動勢 E 極性未變，迫使極性未變，迫使電流迅速下降，主電路電感迅速釋放儲能，電流迅速下降，主電路電感迅速釋放儲能，企圖維持正向電流，這時企圖維持正向電流，這時d0rd0fdddUUEtIL 大部分能量通過大部分能量通過 VF 回饋電網(wǎng)，所以稱回饋電網(wǎng)，所以稱作作“本組逆變階段本組逆變階段”。由于電流的迅速下降，。由于電流的迅速下降，這個階段所占時間很短，轉(zhuǎn)速來不及產(chǎn)生明顯這個階段所占時間很短，轉(zhuǎn)速來不及產(chǎn)生明顯的變化，其波形圖見圖的變化，其波形圖見圖4-10中的階段中的階段 I 。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-298

47、8tttOOOId n Uc 制動過程系統(tǒng)響應(yīng)曲線制動過程系統(tǒng)響應(yīng)曲線I II1II2II3-Idm IdL -Ucm E 圖圖4-10 配合控制有配合控制有環(huán)流可逆直流調(diào)速環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)正向制動過渡系統(tǒng)正向制動過渡過程波形過程波形自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2989本組逆變過程系統(tǒng)狀態(tài)本組逆變過程系統(tǒng)狀態(tài)MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUcKFKR+-+ - - - -+Id0+-+- -自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-

48、10-2990.它組制動階段它組制動階段 當(dāng)主電路電流下降過零時，本組逆變當(dāng)主電路電流下降過零時，本組逆變終止，第終止，第 I 階段結(jié)束，轉(zhuǎn)到反組階段結(jié)束，轉(zhuǎn)到反組 VR 工作，工作，開始通過反組制動。從這時起，直到制動開始通過反組制動。從這時起，直到制動過程結(jié)束，統(tǒng)稱過程結(jié)束，統(tǒng)稱“它組制動階段它組制動階段”。 它組制動階段又可分成三個子階段：它組制動階段又可分成三個子階段：l它組它組建流建流“子階段子階段”；l它組它組逆變逆變“子階段子階段”；l反向反向減流減流“子階段子階段”。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2991l 它組建流子階段它組建流子

49、階段 （1）Id 過零并反向，直至到達(dá)過零并反向，直至到達(dá) - Idm 以前，以前，ACR并未脫離飽和狀態(tài)，其輸出仍為并未脫離飽和狀態(tài)，其輸出仍為-Ucm 。這時，這時，VF和和 VR 輸出電壓的大小都和本組逆輸出電壓的大小都和本組逆變階段一樣，但由于本組逆變停止，電流變變階段一樣，但由于本組逆變停止，電流變化延緩，化延緩， 的數(shù)值略減，使的數(shù)值略減，使d0rd0fdddUUEtILtILddd自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2992（2）反組）反組VR由由“待整流待整流”進(jìn)入整流，向主進(jìn)入整流，向主電路提供電路提供 Id 。 由于反組整流電壓由于反

50、組整流電壓 Ud0r 和反電動勢和反電動勢 E 的極性相同，反向電流很快增長，電機(jī)處的極性相同，反向電流很快增長，電機(jī)處于反接制動狀態(tài)，轉(zhuǎn)速明顯地降低，因此，于反接制動狀態(tài)，轉(zhuǎn)速明顯地降低，因此，又可稱作又可稱作“它組反接制動狀態(tài)它組反接制動狀態(tài)”。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2993tttOOOId n Uc 制動過程系統(tǒng)響應(yīng)曲線制動過程系統(tǒng)響應(yīng)曲線I II1II2II3-Idm IdL -Ucm E 圖圖4-10 配合控制有配合控制有環(huán)流可逆直流調(diào)速環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)正向制動過渡系統(tǒng)正向制動過渡過程波形過程波形自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系

51、自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2994反接制動過程系統(tǒng)狀態(tài)反接制動過程系統(tǒng)狀態(tài)+ -MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTA LdUcKFKR+-+ - - - -+0+-+Id- -自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2995l它組逆變子階段它組逆變子階段 當(dāng)反向電流達(dá)到當(dāng)反向電流達(dá)到 Idm 并略有超調(diào)時，并略有超調(diào)時，ACR輸出電壓輸出電壓 Uc 退出飽和，其數(shù)值很快退出飽和，其數(shù)值很快減小，又由負(fù)變正，然后再增大，使減小，又由負(fù)變正，然后再增大，使VR回到逆變狀

52、態(tài)，而回到逆變狀態(tài)，而 VF 變成待整流狀態(tài)。變成待整流狀態(tài)。此后，在此后，在ACR的調(diào)節(jié)作用下，力圖維持的調(diào)節(jié)作用下，力圖維持接近最大的反向電流接近最大的反向電流 Idm ，因而，因而0dddtILd0rd0fUUE自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2996tttOOOId n Uc 制動過程系統(tǒng)響應(yīng)曲線制動過程系統(tǒng)響應(yīng)曲線I II1II2II3-Idm IdL -Ucm E 圖圖4-10 配合控制有配合控制有環(huán)流可逆直流調(diào)速環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)正向制動過渡系統(tǒng)正向制動過渡過程波形過程波形自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2

53、021-10-2997 電機(jī)在恒減速條件下回饋制動，把電機(jī)在恒減速條件下回饋制動，把動能轉(zhuǎn)換成電能，其中大部分通過動能轉(zhuǎn)換成電能，其中大部分通過 VR 逆變回饋電網(wǎng)，過渡過程波形為圖逆變回饋電網(wǎng)，過渡過程波形為圖4-10中的第中的第 II2 階段，稱作階段，稱作“它組回饋制動它組回饋制動階段階段”或或“它組逆變階段它組逆變階段”。 由圖可見，這個階段所占的時間最由圖可見，這個階段所占的時間最長，是制動過程中的主要階段。長，是制動過程中的主要階段。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2998 它組回饋制動過程系統(tǒng)狀態(tài)它組回饋制動過程系統(tǒng)狀態(tài)+ -MVRVF

54、-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTA LdUcKFKR+-+ - - - -+0+-+ Id+-+- -自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-2999l反向減流子階段反向減流子階段 在這一階段，轉(zhuǎn)速下降得很低，無法再維持在這一階段，轉(zhuǎn)速下降得很低，無法再維持 -Idm，于是電流立即衰減。，于是電流立即衰減。 在電流衰減過程中，電感在電流衰減過程中，電感 L上的感應(yīng)電壓支持上的感應(yīng)電壓支持著反向電流，并釋放出存儲的磁能，與電動機(jī)斷著反向電流，并釋放出存儲的磁能，與電動機(jī)斷續(xù)釋放出的動能一起通過續(xù)

55、釋放出的動能一起通過VR逆變回饋電網(wǎng)。逆變回饋電網(wǎng)。 如果電機(jī)隨即停止，整個制動過程到此結(jié)束。如果電機(jī)隨即停止，整個制動過程到此結(jié)束。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-29100+ -MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTA LdUcKFKR+-+ - - - -+0+-+ Id+-+- 反向減流過程系統(tǒng)狀態(tài)反向減流過程系統(tǒng)狀態(tài)0000000- -自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-29101tttOOOId n Uc 制動過程系統(tǒng)響應(yīng)曲線制動

56、過程系統(tǒng)響應(yīng)曲線I II1II2II3-Idm IdL -Ucm E 圖圖4-10 配合控制有配合控制有環(huán)流可逆直流調(diào)速環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)正向制動過渡系統(tǒng)正向制動過渡過程波形過程波形自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-29102n 反向起動反向起動 如果需要在制動后緊接著反轉(zhuǎn)，如果需要在制動后緊接著反轉(zhuǎn)， Id = -Idm的過程就會延續(xù)下去，直到反向的過程就會延續(xù)下去，直到反向轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時為止。轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時為止。 由于由于正轉(zhuǎn)制動正轉(zhuǎn)制動和和反轉(zhuǎn)起動反轉(zhuǎn)起動的過程完全的過程完全銜接起來，沒有間斷或死區(qū)，這是有環(huán)流銜接起來，沒有間斷或死區(qū)，這是有環(huán)流可逆調(diào)

57、速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，可逆調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，適用于要求快速正適用于要求快速正反轉(zhuǎn)的系統(tǒng)。反轉(zhuǎn)的系統(tǒng)。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-29103MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUcKFKR+-+ - - - -+Id0+-+反向起動過程系統(tǒng)狀態(tài)反向起動過程系統(tǒng)狀態(tài)Id-+-+-00-+-+-+- -自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-29104IdL Id n Idm OOIIIIIIt4 t3 t2 t1 ttIVVVIt5 t6 -Idm

58、 -IdL n* -n* 有環(huán)流系統(tǒng)可逆運(yùn)行曲線有環(huán)流系統(tǒng)可逆運(yùn)行曲線自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-291054.1.3 無環(huán)流控制的可逆晶閘管無環(huán)流控制的可逆晶閘管-電動機(jī)系統(tǒng)電動機(jī)系統(tǒng) n概述概述 有環(huán)流可逆系統(tǒng)雖然具有反向快、有環(huán)流可逆系統(tǒng)雖然具有反向快、過渡平滑等優(yōu)點(diǎn)，但是要設(shè)置幾個環(huán)流過渡平滑等優(yōu)點(diǎn)，但是要設(shè)置幾個環(huán)流電抗器。因此，當(dāng)工藝過程對系統(tǒng)正反電抗器。因此，當(dāng)工藝過程對系統(tǒng)正反轉(zhuǎn)的平滑過渡特性要求不很高時，特別轉(zhuǎn)的平滑過渡特性要求不很高時，特別是對于大容量的系統(tǒng)，常采用既沒有直是對于大容量的系統(tǒng)，常采用既沒有直流平均環(huán)流又沒有瞬時

59、脈動環(huán)流的無環(huán)流平均環(huán)流又沒有瞬時脈動環(huán)流的無環(huán)流控制可逆系統(tǒng)。流控制可逆系統(tǒng)。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-29106 系統(tǒng)分類系統(tǒng)分類 按照實(shí)現(xiàn)無環(huán)流控制原理的不同，無按照實(shí)現(xiàn)無環(huán)流控制原理的不同，無環(huán)流可逆系統(tǒng)又有大類：環(huán)流可逆系統(tǒng)又有大類：l 邏輯控制無環(huán)流系統(tǒng)；邏輯控制無環(huán)流系統(tǒng)；l 錯位控制無環(huán)流系統(tǒng)。錯位控制無環(huán)流系統(tǒng)。 自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-29107 控制原理控制原理l邏輯控制的無環(huán)流可逆系統(tǒng)邏輯控制的無環(huán)流可逆系統(tǒng) 當(dāng)一組晶閘管工作時，用邏輯電路當(dāng)一組晶閘管工作時，用邏輯電路

60、（硬件）或邏輯算法（軟件）去封鎖另一（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工作，從狀態(tài)，以確保兩組晶閘管不同時工作，從根本上切斷了環(huán)流的通路，這就是邏輯控根本上切斷了環(huán)流的通路，這就是邏輯控制的無環(huán)流可逆系統(tǒng)。制的無環(huán)流可逆系統(tǒng)。自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動化與信息工程學(xué)院電氣工程系2021-10-29108l 錯位控制的無環(huán)流可逆系統(tǒng)錯位控制的無環(huán)流可逆系統(tǒng) 在錯位控制的無環(huán)流可逆系統(tǒng)中，同樣采用在錯位控制的無環(huán)流可逆系統(tǒng)中，同樣采用配合控制的觸發(fā)移相方法，但兩組脈沖的關(guān)系是配合控制的觸發(fā)