課程導(dǎo)學(xué)與第一章-第4講

§1-3直流電的脈寬調(diào)制（

）調(diào)速Ud

0直流脈寬調(diào)制（

）原理直流電源電壓恒定下，通過電子開關(guān)通、斷，使施加在電機(jī)端部脈沖電壓平均值的變化，實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)調(diào)壓

調(diào)速——斬波調(diào)速。斬波電路IdUdLdDFVUd

0UddItofftonT§1-3直流電的脈寬調(diào)制（

）調(diào)速占空比電機(jī)電壓負(fù)載電壓系數(shù)即調(diào)節(jié)占空比即可調(diào)壓調(diào)速Ud

0IdUdLdDFVUd

0UddItofftonTT

t

ontUd

Udo

on

U

doUdoT

Ud

GTO

1kHz直流脈寬調(diào)制調(diào)速優(yōu)點(diǎn)提高系統(tǒng)功率因數(shù)(采用不控整流實(shí)現(xiàn)AC-DC變換）減少諧波（諧波高頻化）提高系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)速度——與斬波器開關(guān)頻率有關(guān)。20kHzGTR

2

4kHzMOSFET

100kHz自關(guān)斷器件作斬波器時可逆脈寬調(diào)制調(diào)速直流脈寬調(diào)制調(diào)速可區(qū)分為不可逆脈寬調(diào)制調(diào)速(不

)§1-3可逆脈寬調(diào)制調(diào)速（一）主電路結(jié)構(gòu)——H型橋H型橋可在單一

Us

供電下使電機(jī)獲得兩個方向電流，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩可逆四個高頻自關(guān)斷器件各反并聯(lián)四個快速恢復(fù)二極管（VD1~VD4)構(gòu)成續(xù)流通路?？赡婷}寬調(diào)制調(diào)速（二）控制按各開關(guān)元件通、斷控制信號不同，分為單極性控制雙極性控制”，控制四開關(guān)觸發(fā)1、單極性控制控制方式采用“極性電壓Uc信號分配。---

(不詳

)可逆脈寬調(diào)制調(diào)速UAMub1b2uub3ub4VT1VT3VT2VT4VD1VD2VD3VD4ABUS0t1

T10t1

Tub1

1ub21

0tTub3

1

t1

Tub4Uc

0VT1、VT2互補(bǔ)通、斷VT3截止，VT4開通電機(jī)電壓U

A

恒為B()、A()，單一極性，電機(jī)正轉(zhuǎn)UAMb1u

ub2b3uub4VT1VT2VT3VT4VD1VD2VD3VD4ABUS10t1

T10t1

Tub3ub10t1

Tub

2

1

t1

Tub4可逆脈寬調(diào)制調(diào)速Uc

0VT3、VT4互補(bǔ)通、斷VT1截止，VT2開通電機(jī)電壓U

A

恒為B()、A()，單一極性，電機(jī)反轉(zhuǎn)可逆脈寬調(diào)制調(diào)速2雙極性控制控制原則兩對角線器件為一組（VT1、VT4與VT2、VT3）同組施加相同驅(qū)動信號（u

b

1,4

與u

b

2,3

），同時通斷兩組驅(qū)動信號互補(bǔ)可逆脈寬調(diào)制調(diào)速正半周（

0

t

t1

）電機(jī)電壓

U

A

0

（B→A）負(fù)半周（t1

t

T

）電機(jī)電壓

U

A

0

（A→B）即一個周期內(nèi)可獲得兩個方向電壓極性，稱雙極性。正、負(fù)半周平均，得確定極性UA的平均電壓

，使電機(jī)獲得確定方向轉(zhuǎn)矩。+__+可逆脈寬調(diào)制調(diào)速工作過程分析時注意：構(gòu)成“開關(guān)對”的兩管開關(guān)狀態(tài)互鎖(一管導(dǎo)通時其管壓降為另一管的反偏電壓)例可逆脈寬調(diào)制調(diào)速工作過程_+IaEa電機(jī)運(yùn)行工況Ia

與Ea

反向,電能送入電機(jī),電機(jī)作電動運(yùn)行,Ia

與Ea

同向,電能從電機(jī)送出,電機(jī)作發(fā)電(制動)運(yùn)行.制動又分∶能耗制動,再生制動,反接制動等?？赡婷}寬調(diào)制調(diào)速

MVT1VT2VT3VT4VD1VD3VD4ABUSIEaaIIIVD2ub1,

4b

2,3

2

3u

0

VT

,VT

斷（1）0

t

t10

VT1

,VT4

通I

a

,

EaU

s

Ea

）工作過程（設(shè)→I在(U

s

E

a

)

0

作用下形成電流

a

路徑Ⅰ→

反向→電機(jī)作電動運(yùn)行可逆脈寬調(diào)制調(diào)速USEaIa維持電流方向不能突變→VD2、VD3通→續(xù)流→VT2、VT3反偏，斷→形成電流

Ia

路徑ⅡEa

T（2）ub1,4ub

2,3t1

t

T

0

→VT1、VT4斷，切斷電源Us

；0

→應(yīng)VT2、VT3通，→但電樞電感自感電勢Ldia

/dt作用→

Ia

與 反向→電機(jī)仍作電動運(yùn)行→使Ldia

/dt很快衰減為零，為Ia

換向創(chuàng)造條件（設(shè)在t1

t2

時刻斷流）。可逆脈寬調(diào)制調(diào)速aIUSEat2RI

Us

EaaIa

□Ea（3）t2

t

T時刻路徑Ⅱ斷流→VD2、VD3斷→VT2、VT3反偏

，通→

Ea在（

Us

）作用下產(chǎn)生大值沖擊電流形成電流路徑III→同向→電機(jī)作反接制動至下周期（

T

t1

）時刻t2同向→再生制動（能量斷流→VT1、VT4得以導(dǎo)通，進(jìn)入下一周期（

，路徑Ⅳ可逆脈寬調(diào)制調(diào)速IaUSEau

0

應(yīng)VT

、VTb1,

4

1

4Ldi

/dtEI

aI

a、E

a回饋電源Us

）→直至Ea

Ldia

/dt

）

Us（4）

T

t

T

t1u

b

2,3

0VT

2、VT

3斷通→但在a續(xù)流及反電勢a共同作用下電流方向不變→VD1、VD4通→形成電流Ia

路徑Ⅳ→可逆脈寬調(diào)制調(diào)速AssssTTU

t1

U

(T

t1

)

U負(fù)載電壓系數(shù)

UA

2

t1

1=

-1

~

0

~

+1Us

T輸出電壓一周期內(nèi)瞬時電壓為雙極性，平均值

UA

(2

t1

1)U

UTU

AUsU

A1tTt-Us電機(jī)

，但瞬時電壓波形→可逆脈寬調(diào)制調(diào)速正/反轉(zhuǎn)控制當(dāng)t1

T

/2

0

UA

0

正半周□正轉(zhuǎn)趨勢→

→轉(zhuǎn)子抖動（微振），起動力潤滑作用，負(fù)半周□反轉(zhuǎn)趨勢有利減少起動靜摩擦。1

At

T

/2,平均值U

0

電機(jī)反轉(zhuǎn)t1

T

/2,平均值UA

0

電機(jī)正轉(zhuǎn)當(dāng)雙極性控制時正/反轉(zhuǎn)通過（占空比）控制t1T可逆脈寬調(diào)制調(diào)速3、單極性/雙極性控制性能比較1正/反轉(zhuǎn)控制雙極性只需改變

t1

位置（占空比

），方便單極性除基極驅(qū)動信號處，還需極性電壓

Uc

，復(fù)雜低速時小值電樞電壓UA

獲取機(jī)理單極性時最低電壓UA由最小脈沖寬度控制，但基極驅(qū)2動脈沖過窄將影響開關(guān)元件可靠導(dǎo)通，故有最小脈寬、最低U

A最低速度限制。雙極性電樞電壓靠正、負(fù)半周對消實(shí)現(xiàn)，此時正、負(fù)半有使