工學(xué)重慶大學(xué)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 孫躍院長(zhǎng)c4

可逆調(diào)速系統(tǒng)和位置隨動(dòng)系統(tǒng)

電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)第4章可逆調(diào)速系統(tǒng)和位置隨動(dòng)系統(tǒng)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)第4

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(dòng)系統(tǒng)。本課件選擇可逆調(diào)速系統(tǒng)為主要內(nèi)容。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4.1可逆直流調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)容提要問(wèn)題的提出晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的可逆線路晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的回饋制動(dòng)兩組晶閘管可逆線路中的環(huán)流有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)4.1可逆直流調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)容提要4.1.0問(wèn)題的提出

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)，而且常常還需要快速地起動(dòng)和制動(dòng)，這就需要電力拖動(dòng)系統(tǒng)具有四象限運(yùn)行的特性，也就是說(shuō)，需要可逆的調(diào)速系統(tǒng)。4.1.0問(wèn)題的提出有許多生產(chǎn)機(jī)械要求4.1.0問(wèn)題的提出（續(xù)）可逆電力電子線路直流電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)向的手段：改變電樞端外供電源的極性改變勵(lì)磁電壓的極性直流電機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)的電路解決方案：4.1.0問(wèn)題的提出（續(xù)）可逆電力電子線路直流電動(dòng)機(jī)改4.1.1單片微機(jī)控制的PWM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)

不要求4.1.1單片微機(jī)控制的PWM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)不要求4.1.2可逆晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)一.

V-M系統(tǒng)的可逆線路對(duì)應(yīng)前面提到的實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)的兩種手段，V-M系統(tǒng)的可逆線路有兩種方式：電樞反接可逆線路；勵(lì)磁反接可逆線路。4.1.2可逆晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)一.V-M系統(tǒng)的可逆線1.電樞反接可逆線路

電樞反接可逆線路的形式有多種，這里介紹如下3種方式：（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（3）兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆線路1.電樞反接可逆線路電樞反接可逆線路的形式有（1）接觸器開(kāi)關(guān)切換的可逆線路

KMF閉合，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；

KMR閉合，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。Ud+Id–IdM（1）接觸器開(kāi)關(guān)切換的可逆線路KMF閉合，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；U（2）晶閘管開(kāi)關(guān)切換的可逆線路

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)。晶閘管開(kāi)關(guān)切換的可逆線路Ud–IdMVT1VT2VT3VT4+Id（2）晶閘管開(kāi)關(guān)切換的可逆線路VT1、VT4導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)正

接觸器切換可逆線路的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：僅需一組晶閘管裝置，簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)：有觸點(diǎn)切換，開(kāi)關(guān)壽命短；需自由停車(chē)后才能反向，時(shí)間長(zhǎng)。應(yīng)用：不經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械。接觸器切換可逆線路的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（3）兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆線路（3）兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆線路Idb)運(yùn)行范圍圖4-2兩組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)可逆線路

兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆供電方式-n-IdnO正向反向a)電路結(jié)構(gòu)MVRVFId-Id+--+--Idb)運(yùn)行范圍圖4-2兩組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)可兩組晶閘管裝置可逆運(yùn)行模式

電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，由正組晶閘管裝置VF供電；反轉(zhuǎn)時(shí)，由反組晶閘管裝置VR供電。

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)的起、制動(dòng)和升、降速。但是，不允許讓兩組晶閘管同時(shí)處于整流狀態(tài)，否則將造成電源短路，因此對(duì)控制電路提出了嚴(yán)格的要求。

兩組晶閘管裝置可逆運(yùn)行模式電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，由正組晶閘管裝2.勵(lì)磁反接可逆線路

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)下圖，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。2.勵(lì)磁反接可逆線路改變勵(lì)磁電流的方向也能使電動(dòng)勵(lì)磁反接可逆供電方式晶閘管反并聯(lián)勵(lì)磁反接可逆線路MVId+-VRVFId-Id+--+--主電路可逆勵(lì)磁電路勵(lì)磁反接可逆供電方式晶閘管反并聯(lián)勵(lì)磁反接可逆線路MVId+勵(lì)磁反接的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：供電裝置功率小。由于勵(lì)磁功率僅占電動(dòng)機(jī)額定功率的1~5%，因此，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。缺點(diǎn)：改變轉(zhuǎn)向時(shí)間長(zhǎng)。由于勵(lì)磁繞組的電感大，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。勵(lì)磁反接的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：供電裝置功率小。小結(jié)（1）V-M系統(tǒng)的可逆線路可分為兩大類(lèi)：電樞反接可逆線路——電樞反接反向過(guò)程快，但需要較大容量的晶閘管裝置；勵(lì)磁反接可逆線路——?jiǎng)?lì)磁反接反向過(guò)程慢，控制相對(duì)復(fù)雜，但所需晶閘管裝置容量小。小結(jié)（1）V-M系統(tǒng)的可逆線路可分為兩大類(lèi)：（2）每一類(lèi)線路又可用不同的換向方式：接觸器切換線路——適用于不經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械；晶閘管開(kāi)關(guān)切換線路——適用于中、小功率的可逆系統(tǒng)；兩組晶閘管反并聯(lián)線路——適用于各種可逆系統(tǒng)。（2）每一類(lèi)線路又可用不同的換向方式：二.晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的回饋制動(dòng)1.晶閘管裝置的整流和逆變狀態(tài)在兩組晶閘管反并聯(lián)線路的V-M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（4-1）

二.晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的回饋制動(dòng)1.晶閘管裝置的整流和當(dāng)控制角為90°，晶閘管裝置處于整流狀態(tài)；當(dāng)控制角為

90°，晶閘管裝置處于逆變狀態(tài)。

因此在整流狀態(tài)中，Ud0為正值；在逆變狀態(tài)中，Ud0為負(fù)值。為了方便起見(jiàn)，定義逆變角

=180–

，則逆變電壓公式可改寫(xiě)為

Ud0=－Ud0maxcos（4-2）

當(dāng)控制角為90°，晶閘管裝置處于整流狀態(tài)；-+Ud0RM+-nEV--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)位能型的負(fù)載時(shí)也可能出現(xiàn)整流和有源逆變狀態(tài)。

a）整流狀態(tài)：提升重物，90°，Ud0E，n

0由電網(wǎng)向電動(dòng)機(jī)提供能量。PId-+Ud0RM+-nEV--2.單組晶閘管裝置的有源逆變+-+--Ud0RMnEV--b）逆變狀態(tài)：放下重物

90°，UdE，n0

由電動(dòng)機(jī)向電網(wǎng)回饋能量。注意電流方向！

PId進(jìn)入回饋的條件：裝置處于逆變

E與Ud同極性

UdE+-+--Ud0RMnEV--b）逆變狀態(tài)：放下重物PId進(jìn)n-nIdTe提升放下c）機(jī)械特性整流狀態(tài)：電動(dòng)機(jī)工作于第1象限；逆變狀態(tài)：電動(dòng)機(jī)工作于第4象限。TL圖4-3單組V-M系統(tǒng)帶起重機(jī)類(lèi)型負(fù)載時(shí)的整流和逆變狀態(tài)

n-nIdTe提升放下c）機(jī)械特性整流狀態(tài)：TL圖4-33.兩組晶閘管裝置反并聯(lián)的整流和逆變現(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。MVRVF+--+--3.兩組晶閘管裝置反并聯(lián)的整流和逆變現(xiàn)以正組晶閘管裝置整流圖4-4兩組晶閘管反并聯(lián)可逆V-M系統(tǒng)的正組整流和反組逆變狀態(tài)R-+Ud0fM+-nEVF--a)正組整流電動(dòng)運(yùn)行

a)正組晶閘管裝置VF整流VF處于整流狀態(tài)：此時(shí)，f90°，Ud0fE，

n

0

電機(jī)從電路吸收能量作電動(dòng)運(yùn)行。PId圖4-4兩組晶閘管反并聯(lián)可逆V-M系統(tǒng)的正組整流和反組逆b)反組晶閘管裝置VR逆變

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（轉(zhuǎn)速方向不變），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，并使它工作在逆變狀態(tài)。b)反組晶閘管裝置VR逆變當(dāng)電動(dòng)機(jī)需要回饋制動(dòng)時(shí)b)兩組晶閘管反并聯(lián)可逆V-M系統(tǒng)的反組逆變狀態(tài)+-+--Ud0rRMnEVR--VR處于逆變狀態(tài)：

此時(shí)，r90°，E>|Ud0r|，n

0電樞輸出電能實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)。PIdb)兩組晶閘管反并聯(lián)可逆V-M系統(tǒng)的反組逆變狀態(tài)+-+--c）機(jī)械特性范圍Id-Idn反組逆變回饋制動(dòng)正組整流電動(dòng)運(yùn)動(dòng)c)機(jī)械特性運(yùn)行范圍

整流狀態(tài)：

V-M系統(tǒng)工作在第一象限。逆變狀態(tài)：

V-M系統(tǒng)工作在第二象限。c）機(jī)械特性范圍Id-Idn反組逆變回饋制動(dòng)正組整流電動(dòng)運(yùn)動(dòng)4.V-M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(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)。這樣，采用兩組晶閘管裝置的反并聯(lián)，就可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的四象限運(yùn)行。歸納起來(lái)，可將可逆線路正反轉(zhuǎn)時(shí)晶閘管裝置和電機(jī)的工作狀態(tài)列于表4-1中。

4.V-M系統(tǒng)的四象限運(yùn)行在可逆調(diào)速系統(tǒng)中，表4-1V-M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)正向運(yùn)行正向制動(dòng)反向運(yùn)行反向制動(dòng)電樞端電壓極性++－－電樞電流極性+－－+電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向++－－電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)電動(dòng)回饋發(fā)電電動(dòng)回饋發(fā)電晶閘管工作的組別和狀態(tài)正組整流反組逆變反組整流正組逆變機(jī)械特性所在象限一二三四表4-1V-M系統(tǒng)反并聯(lián)可逆線路的工作狀態(tài)晶閘管工作三.可逆V-M系統(tǒng)中的環(huán)流問(wèn)題

1.環(huán)流及其分類(lèi)環(huán)流的定義：采用兩組晶閘管反并聯(lián)的可逆V-M系統(tǒng)，稱不流經(jīng)負(fù)載而直接在兩組晶閘管之間流通的電流為環(huán)流。三.可逆V-M系統(tǒng)中的環(huán)流問(wèn)題1.環(huán)流及其分類(lèi)圖4-5

反并聯(lián)可逆V-M系統(tǒng)中的環(huán)流

MVRVFUd0f+--+Ud0rRrecRrecRa--~~環(huán)流的形成IdIcIc

—

環(huán)流Id

—負(fù)載電流

圖4-5反并聯(lián)可逆V-M系統(tǒng)中的環(huán)流MVRVFUd環(huán)流的危害和利用危害：一般地說(shuō)，這樣的環(huán)流對(duì)負(fù)載無(wú)益，加重加重了晶閘管和變壓器的負(fù)擔(dān)，消耗功率，環(huán)流太大時(shí)會(huì)導(dǎo)致晶閘管損壞，因此應(yīng)該予以抑制或消除。利用：只要合理的對(duì)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(guò)晶閘管的基本負(fù)載電流，使電動(dòng)機(jī)在空載或輕載時(shí)可工作在晶閘管裝置的電流連續(xù)區(qū)，以避免電流斷續(xù)引起的非線性對(duì)系統(tǒng)性能的影響。環(huán)流的危害和利用危害：一般地說(shuō)，這樣的環(huán)流對(duì)負(fù)載無(wú)益，加環(huán)流的分類(lèi)

（1）靜態(tài)環(huán)流：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。又分為兩類(lèi)：直流平均環(huán)流——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。瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流——兩組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(shí)電壓差仍會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)的環(huán)流，稱作瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流。

環(huán)流的分類(lèi)（1）靜態(tài)環(huán)流：兩組可逆線路在一定控制環(huán)流的分類(lèi)（續(xù)）（2）動(dòng)態(tài)環(huán)流：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，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。環(huán)流的分類(lèi)（續(xù)）（2）動(dòng)態(tài)環(huán)流：僅在可逆V-M系統(tǒng)處于過(guò)渡過(guò)2.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V-M系統(tǒng)中，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，必然產(chǎn)生較大的直流平均環(huán)流。直流平均環(huán)流必須抑制，其措施有：采用封鎖觸發(fā)脈沖的方法，在任何時(shí)候，只允許一組晶閘管裝置工作；采用配合控制的策略，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)。2.直流平均環(huán)流與配合控制在兩組晶閘管反并聯(lián)（1）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)正組處于整流狀態(tài)時(shí)，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壓頂住，則直流平均環(huán)流為零。于是

Ud0r=－Ud0f

由式（4-1），Ud0f=Ud0maxcosf

Ud0f=Ud0maxcosr其中f

和r

分別為VF和VR的控制角。（1）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

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

cosr=–cosf或r+f=180（4-3）如果反組的控制用逆變角r

表示，則

f=

r（4-4）

由于兩組晶閘管裝置相同，兩組的最大輸出電壓

由此可見(jiàn)，按照式（4-4）來(lái)控制就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環(huán)流，可采用Ud0f

≤

Ud0rf

≥

rMVRVF+--+--Ud0fUd0r+-由此可見(jiàn)，按照式（4-4）來(lái)控制就可以消除直流平均（2）配合控制方法

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90°，即當(dāng)控制電壓Uc=0時(shí)，使f

=r

=90°，此時(shí)Ud0f

=Ud0r

=

0

，電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)。增大控制電壓Uc

移相時(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。（2）配合控制方法為了實(shí)現(xiàn)配合控制，可將兩組晶閘圖4-6=配合控制電路MVRVFRrecRrec-1ARGTRGTFUcRaM（3）

=

配合控制電路GTF--正組觸發(fā)裝置GTR--反組觸發(fā)裝置AR--反號(hào)器圖4-6=配合控制電路MVRVFRrecRre（4）

=

配合控制特性

=

配合控制系統(tǒng)的移相控制特性示于下圖。移相時(shí)，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)。（4）=配合控制特性=配合控制系圖4-7配合控制移相特性

=

移相控制特性（續(xù)）

-

UcmUc90o

rmin180o0oUcm90o0o180o

fmin

fmin

rmin

r

fCTRCTFUc1一組晶閘管裝置處于整流狀態(tài)，另一組便處于逆變狀態(tài)逆變區(qū)整流區(qū)圖4-7配合控制移相特性=移相控制特性（續(xù)（5）

=

控制的工作狀態(tài)待逆變狀態(tài)——實(shí)際上，這時(shí)逆變組除環(huán)流外并未流過(guò)負(fù)載電流，也就沒(méi)有電能回饋電網(wǎng)，確切地說(shuō)，它只是處于“待逆變狀態(tài)”，表示該組晶閘管裝置是在逆變角控制下等待工作。逆變狀態(tài)——只有在制動(dòng)時(shí)，當(dāng)發(fā)出信號(hào)改變控制角后，同時(shí)降低了整流電壓和逆變電壓的幅值，一旦電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)E>|Ud0r|=|Ud0f|，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)生回饋制動(dòng)，將電能通過(guò)逆變組回饋電網(wǎng)。（5）=控制的工作狀態(tài)待逆變狀態(tài)——實(shí)際上，=

控制的工作狀態(tài)（續(xù)）待整流狀態(tài)——同樣，當(dāng)逆變組工作時(shí)，另一組也是在等待著整流，可稱作處于“待整流狀態(tài)”。

所以，在

=

配合控制下，負(fù)載電流可以迅速地從正向到反向（或從反向到正向）平滑過(guò)渡，在任何時(shí)候，實(shí)際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)。=控制的工作狀態(tài)（續(xù)）待整流狀態(tài)——同樣，當(dāng)逆變（6）最小逆變角限制

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)“逆變顛覆”現(xiàn)象，必須在控制電路中采用限幅作用，形成最小逆變角min保護(hù)。與此同時(shí)，對(duì)

角也實(shí)施min

保護(hù)，以免出現(xiàn)Ud0f

>

Ud0r

而產(chǎn)生直流平均環(huán)流。通常?。?）最小逆變角限制為了防止晶閘管裝置在逆變3.瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流及其抑制（1）瞬時(shí)的脈動(dòng)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)流，但是，由于晶閘管裝置的輸出電壓是脈動(dòng)的，造成整流與逆變電壓波形上的差異，仍會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)電壓的情況，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，因此配合控制有環(huán)流可逆系統(tǒng)又稱作自然環(huán)流系統(tǒng)。3.瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流及其抑制（1）瞬時(shí)的脈動(dòng)環(huán)流產(chǎn)生的原因：（3）瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流的抑制

直流平均環(huán)流可以用配合控制消除，而瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流卻是原理性存在的。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4-9a中的Lc1和Lc2

。環(huán)流電抗的大小可以按照把瞬時(shí)環(huán)流的直流分量限制在負(fù)載額定電流的5%~10%來(lái)設(shè)計(jì)。（3）瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流的抑制直流平均環(huán)流可以用配合環(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(gè)回路中各設(shè)一個(gè)環(huán)流電抗器，因?yàn)槠渲锌傆幸粋€(gè)電抗器會(huì)因流過(guò)直流負(fù)載電流而飽和，失去限流作用。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4個(gè)環(huán)流電抗器。12MVFVRabcABC--環(huán)流電抗器的設(shè)置（續(xù)）~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MVFVRabcABCa'b'c'--~~環(huán)流電抗器的設(shè)置（續(xù)）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，因此只要設(shè)置2個(gè)環(huán)流電抗器。MVFVRabcABCa'b'c'--~~環(huán)流電抗器的設(shè)置（四.=

配合控制的有環(huán)流可逆V-M系統(tǒng)1.系統(tǒng)組成

MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUc----四.=配合控制的有環(huán)流可逆V-M系統(tǒng)1.系統(tǒng)組主電路

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：正組晶閘管VF，由GTF控制觸發(fā)，

——正轉(zhuǎn)時(shí)，VF整流；

——反轉(zhuǎn)時(shí)，VF逆變。反組晶閘管VR，由GTR控制觸發(fā)，

——反轉(zhuǎn)時(shí)，VR整流；

——正轉(zhuǎn)時(shí)，VR逆變。主電路主電路采用兩組三相橋式晶閘管裝置反并聯(lián)的給定與檢測(cè)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、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。這里給定電壓：正轉(zhuǎn)時(shí)，KF閉合，U*n=“+”；反轉(zhuǎn)時(shí)，KR閉合，U*n=“-”。轉(zhuǎn)速反饋：正轉(zhuǎn)時(shí)，Un=“-”，反轉(zhuǎn)時(shí)，Un=“+”。給定與檢測(cè)電路（轉(zhuǎn)速）根據(jù)可逆系統(tǒng)正反向運(yùn)行的需給定與檢測(cè)電路（電流）電流反饋電壓：正轉(zhuǎn)時(shí)，Ui

=“+”；反轉(zhuǎn)時(shí)，Ui

=“-”。注意：由于電流反饋應(yīng)能反映極性，因此圖中的電流互感器需采用直流電流互感器或霍爾變換器，以滿足這一要求。給定與檢測(cè)電路（電流）電流反饋電壓：控制電路

控制電路采用典型的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，其中：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR控制轉(zhuǎn)速，設(shè)置雙向輸出限幅電路，以限制最大起制動(dòng)電流；電流調(diào)節(jié)器ACR控制電流，設(shè)置雙向輸出限幅電路，以限制最小控制角

min

（最大整流）電壓與最小逆變角

min

（最大逆變電壓）?？刂齐娐房刂齐娐凡捎玫湫偷霓D(zhuǎn)速2.控制方式兩組觸發(fā)裝置的控制特性：

rmin180o0o-

UcmUcmUc90o90o0o180o

fmin

fmin

rmin

r

fCTRCTFUc12.控制方式兩組觸發(fā)裝置的控制特性：rmi反轉(zhuǎn)時(shí)：

>0，

r<90°，VR整流：Ud0r=“+”；Uc<

0，f

<

90°，VF逆變：Ud0f

=“-”。正轉(zhuǎn)時(shí)：Uc>0，

f

<90°，VF整流：Ud0f

=“+”；

<0，r

<90°，VR逆變：Ud0r

=“-”。停轉(zhuǎn)時(shí)：Uc=0，r=

f

=

90°，

Ud0f

=Ud0r=0。正轉(zhuǎn)時(shí)：停轉(zhuǎn)時(shí)：Uc=0，r=f=90AR=“-”VR逆變3.工作過(guò)程正向穩(wěn)態(tài)運(yùn)行過(guò)程：KF閉合，U*n=“+”

U*i=“-”

Uc

=“+”電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)行————————VF整流AR=“-”VR逆變3.工作過(guò)程正向穩(wěn)正向穩(wěn)態(tài)運(yùn)行過(guò)程系統(tǒng)狀態(tài)+++----++Id有環(huán)流系統(tǒng)正向運(yùn)行過(guò)程MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUc----Pn正向穩(wěn)態(tài)運(yùn)行過(guò)程系統(tǒng)狀態(tài)+++----++Id有環(huán)流

制動(dòng)過(guò)程（動(dòng)態(tài)過(guò)程）

整個(gè)制動(dòng)過(guò)程可以分為兩個(gè)主要階段，其中還有一些子階段。主要階段分為：

I.本組逆變階段；

II.它組制動(dòng)階段。現(xiàn)以正向制動(dòng)為例，說(shuō)明有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的制動(dòng)過(guò)程。

制動(dòng)過(guò)程（動(dòng)態(tài)過(guò)程）整個(gè)制動(dòng)過(guò)程可以分為兩個(gè)I.本組逆變階段

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(guò)正組VF流通，具體過(guò)程如下：發(fā)出停車(chē)（或反向）指令后，轉(zhuǎn)速給定電壓突變?yōu)榱悖ɑ蜇?fù)值）；ASR輸出躍變到正限幅值+U*im

；ACR輸出躍變成負(fù)限幅值-Ucm

；VF由整流狀態(tài)很快變成逆變狀態(tài)，同時(shí)反組VR由待逆變狀態(tài)轉(zhuǎn)變成待整流狀態(tài)。I.本組逆變階段在這階段中，電流由正向負(fù)載在VF-M回路中，由于VF變成逆變狀態(tài)，極性變負(fù)，而電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)E由于轉(zhuǎn)速慣性使其極性未變，迫使電流迅速下降，主電路電感迅速釋放儲(chǔ)能，企圖維持正向電流，這時(shí)大部分能量通過(guò)VF回饋電網(wǎng)，所以稱作“本組逆變階段”。由于電流的迅速下降，這個(gè)階段所占時(shí)間很短，轉(zhuǎn)速來(lái)不及產(chǎn)生明顯的變化，其波形圖見(jiàn)圖4-10中的階段I。在VF-M回路中，由于VF變成逆變狀態(tài)，極性變負(fù)，而電機(jī)反電本組逆變過(guò)程系統(tǒng)狀態(tài)MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUc+++----++Id0+--++----本組逆變過(guò)程系統(tǒng)狀態(tài)MVRVF-1ARGTRGTFUcASRⅡ.它組制動(dòng)階段

當(dāng)主電路電流下降過(guò)零時(shí)，本組逆變終止，第I階段結(jié)束，轉(zhuǎn)到反組VR工作，開(kāi)始通過(guò)反組制動(dòng)。從這時(shí)起，直到制動(dòng)過(guò)程結(jié)束，統(tǒng)稱“它組制動(dòng)階段”。它組制動(dòng)階段又可分成三個(gè)子階段：它組建流子階段；它組逆變子階段；反向減流子階段。Ⅱ.它組制動(dòng)階段當(dāng)主電路電流下降過(guò)零時(shí)，本組逆

它組建流子階段

（1）Id

過(guò)零并反向（電機(jī)反電勢(shì)作用使電流反向），直至到達(dá)-Idm

以前，ACR并未脫離飽和狀態(tài)，其輸出仍為-Ucm

。這時(shí)，VF和VR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，電流變化延緩，的數(shù)值略減，使：它組建流子階段（1）Id過(guò)零并反向（電機(jī)反電勢(shì)作（2）反組VR由“待整流”進(jìn)入整流，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“順聯(lián)”，反向電流很快增長(zhǎng)，電機(jī)處于反接制動(dòng)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速明顯地降低，因此，又可稱作“它組反接制動(dòng)狀態(tài)”。（2）反組VR由“待整流”進(jìn)入整流，向主電路提供–Id。反接制動(dòng)過(guò)程系統(tǒng)狀態(tài)+-MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTA

LdUc+++----+0+--++Id----反接制動(dòng)過(guò)程系統(tǒng)狀態(tài)+-MVRVF-1ARGTRGTFUcA它組逆變子階段

當(dāng)反向電流達(dá)到–Idm

并略有超調(diào)時(shí)，ACR輸出電壓Uc

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

，因而它組逆變子階段當(dāng)反向電流達(dá)到–Idm并略有超調(diào)

它組回饋制動(dòng)過(guò)程系統(tǒng)狀態(tài)+-MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTA

LdUc+++----+0+--++

Id+-+-----它組回饋制動(dòng)過(guò)程系統(tǒng)狀態(tài)+-MVRVF-1ARGTRGT

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，其中大部分通過(guò)VR逆變回饋電網(wǎng)，過(guò)渡過(guò)程波形為圖4-10中的第II2階段，稱作“它組回饋制動(dòng)階段”或“它組逆變階段”。由圖可見(jiàn)，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。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，反向減流子階段

在這一階段，轉(zhuǎn)速下降得很低，無(wú)法再維持-Idm，于是電流立即衰減。在電流衰減過(guò)程中，電感L上的感應(yīng)電壓LdId/dt

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)。如果電機(jī)隨即停止，整個(gè)制動(dòng)過(guò)程到此結(jié)束。反向減流子階段在這一階段，轉(zhuǎn)速下降得很低，無(wú)法再維持+-MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTA

LdUc+++----+0+--++Id+-+-

反向減流過(guò)程系統(tǒng)狀態(tài)0000000----+-MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-tttOOOId

n

Uc

制動(dòng)過(guò)程系統(tǒng)響應(yīng)曲線III1II2II3-Idm

IdL

-Ucm

E

圖4-10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tttOOOIdnUc制動(dòng)過(guò)程系統(tǒng)響應(yīng)曲線III

反向起動(dòng)自學(xué)內(nèi)容反向起動(dòng)自學(xué)內(nèi)容IdL

Id

n

Idm

OOIIIIIIt4

t3

t2

t1

ttIVVVIt5

t6

-Idm

-IdL

n*

-n*

有環(huán)流系統(tǒng)可逆運(yùn)行曲線IdLIdnIdmOOIIIIIIt4t3t24.1.3無(wú)環(huán)流控制的可逆晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)

概述有環(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)流電抗器終究是個(gè)累贅。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)。4.1.3無(wú)環(huán)流控制的可逆晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)概述系統(tǒng)分類(lèi)

按照實(shí)現(xiàn)無(wú)環(huán)流控制原理的不同，無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng)又有大類(lèi)：邏輯控制無(wú)環(huán)流系統(tǒng)；錯(cuò)位控制無(wú)環(huán)流系統(tǒng)。

系統(tǒng)分類(lèi)控制原理邏輯控制的無(wú)環(huán)流可逆系統(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)。控制原理邏輯控制的無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng)

錯(cuò)位控制的無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng)

在錯(cuò)位控制的無(wú)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r

+f

=300°，甚至是r

+f

=360

°，也就是說(shuō)，初始相位整定在r

=f

=150°或180°。這樣，當(dāng)待逆變組的觸發(fā)脈沖來(lái)到時(shí)，它的晶閘管已經(jīng)完全處于反向阻斷狀態(tài)，不可能導(dǎo)通，當(dāng)然就不會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流了。鑒于目前錯(cuò)位控制的無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用已經(jīng)較少，本課程不再詳細(xì)介紹。錯(cuò)位控制的無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng)在錯(cuò)位控制的無(wú)環(huán)流可1.邏輯控制的無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng)

本節(jié)將著重討論邏輯控制的無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制原理和電路設(shè)計(jì)。

（1）系統(tǒng)的組成

邏輯控制的無(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)”）的原理框圖示于下圖該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)為：1.邏輯控制的無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng)邏輯控制無(wú)環(huán)流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4-11邏輯控制無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)原理框圖

ASRDLC-1TAVRVFGTR2ACRMTGGTF1ACR+U*nUn-UiU*iUcfUblfUblrUcrU*i+UiU*iUi0LdAR----+邏輯控制無(wú)環(huán)流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4-11邏輯控制無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主電路采用兩組晶閘管裝置反并聯(lián)線路；由于沒(méi)有環(huán)流，不用設(shè)置環(huán)流電抗器；仍保留平波電抗器Ld

，以保證穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)電流波形連續(xù)；控制系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)方案；電流環(huán)分設(shè)兩個(gè)電流調(diào)節(jié)器，1ACR用來(lái)控制正組觸發(fā)裝置GTF，2ACR控制反組觸發(fā)裝置GTR；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主電路采用兩組晶閘管裝置反并聯(lián)線路；2．無(wú)環(huán)流邏輯控制環(huán)節(jié)不要求2．無(wú)環(huán)流邏輯控制環(huán)節(jié)不要求本章小結(jié)

本章主要討論直流調(diào)速系統(tǒng)的可逆運(yùn)行問(wèn)題：由于V-M系統(tǒng)中晶閘管的單向?qū)щ娦?，需要設(shè)置可逆線路來(lái)使電動(dòng)機(jī)反向運(yùn)行或制動(dòng)，主要的可逆線路有電樞反接可逆線路；勵(lì)磁反接可逆線路；兩組晶閘管反并聯(lián)是大功率傳動(dòng)系統(tǒng)的主要供電方式。本章小結(jié)本章主要討論直流調(diào)速系統(tǒng)的可逆運(yùn)行問(wèn)題：在兩組晶閘管反并聯(lián)線路中，會(huì)出現(xiàn)環(huán)流，為此，需要采取措施抑制環(huán)流設(shè)置環(huán)流電抗器；采取

=配合控制方式；采取封鎖觸發(fā)脈沖的方式，使兩組晶閘管不能同時(shí)工作。在兩組晶閘管反并聯(lián)線路中，會(huì)出現(xiàn)環(huán)流，為此，需要采取措施抑制根據(jù)控制環(huán)流方式，直流可逆調(diào)速系統(tǒng)分為有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)；無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)。根據(jù)控制環(huán)流方式，直流可逆調(diào)速系統(tǒng)分為學(xué)習(xí)要點(diǎn)：（1）掌握可逆線路的基本結(jié)構(gòu)；（2）掌握V-M系統(tǒng)反并聯(lián)可逆線路4象限運(yùn)行的各種工作狀態(tài)；（3）掌握可逆系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理、控制方式和性能。學(xué)習(xí)要點(diǎn)：

可逆調(diào)速系統(tǒng)和位置隨動(dòng)系統(tǒng)

電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)第4章可逆調(diào)速系統(tǒng)和位置隨動(dòng)系統(tǒng)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)第4

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(dòng)系統(tǒng)。本課件選擇可逆調(diào)速系統(tǒng)為主要內(nèi)容。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4.1可逆直流調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)容提要問(wèn)題的提出晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的可逆線路晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的回饋制動(dòng)兩組晶閘管可逆線路中的環(huán)流有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)4.1可逆直流調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)容提要4.1.0問(wèn)題的提出

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)，而且常常還需要快速地起動(dòng)和制動(dòng)，這就需要電力拖動(dòng)系統(tǒng)具有四象限運(yùn)行的特性，也就是說(shuō)，需要可逆的調(diào)速系統(tǒng)。4.1.0問(wèn)題的提出有許多生產(chǎn)機(jī)械要求4.1.0問(wèn)題的提出（續(xù)）可逆電力電子線路直流電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)向的手段：改變電樞端外供電源的極性改變勵(lì)磁電壓的極性直流電機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)的電路解決方案：4.1.0問(wèn)題的提出（續(xù)）可逆電力電子線路直流電動(dòng)機(jī)改4.1.1單片微機(jī)控制的PWM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)

不要求4.1.1單片微機(jī)控制的PWM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)不要求4.1.2可逆晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)一.

V-M系統(tǒng)的可逆線路對(duì)應(yīng)前面提到的實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)的兩種手段，V-M系統(tǒng)的可逆線路有兩種方式：電樞反接可逆線路；勵(lì)磁反接可逆線路。4.1.2可逆晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)一.V-M系統(tǒng)的可逆線1.電樞反接可逆線路

電樞反接可逆線路的形式有多種，這里介紹如下3種方式：（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（3）兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆線路1.電樞反接可逆線路電樞反接可逆線路的形式有（1）接觸器開(kāi)關(guān)切換的可逆線路

KMF閉合，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；

KMR閉合，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。Ud+Id–IdM（1）接觸器開(kāi)關(guān)切換的可逆線路KMF閉合，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；U（2）晶閘管開(kāi)關(guān)切換的可逆線路

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)。晶閘管開(kāi)關(guān)切換的可逆線路Ud–IdMVT1VT2VT3VT4+Id（2）晶閘管開(kāi)關(guān)切換的可逆線路VT1、VT4導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)正

接觸器切換可逆線路的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：僅需一組晶閘管裝置，簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)：有觸點(diǎn)切換，開(kāi)關(guān)壽命短；需自由停車(chē)后才能反向，時(shí)間長(zhǎng)。應(yīng)用：不經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械。接觸器切換可逆線路的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（3）兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆線路（3）兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆線路Idb)運(yùn)行范圍圖4-2兩組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)可逆線路

兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆供電方式-n-IdnO正向反向a)電路結(jié)構(gòu)MVRVFId-Id+--+--Idb)運(yùn)行范圍圖4-2兩組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)可兩組晶閘管裝置可逆運(yùn)行模式

電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，由正組晶閘管裝置VF供電；反轉(zhuǎn)時(shí)，由反組晶閘管裝置VR供電。

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)的起、制動(dòng)和升、降速。但是，不允許讓兩組晶閘管同時(shí)處于整流狀態(tài)，否則將造成電源短路，因此對(duì)控制電路提出了嚴(yán)格的要求。

兩組晶閘管裝置可逆運(yùn)行模式電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，由正組晶閘管裝2.勵(lì)磁反接可逆線路

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)下圖，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。2.勵(lì)磁反接可逆線路改變勵(lì)磁電流的方向也能使電動(dòng)勵(lì)磁反接可逆供電方式晶閘管反并聯(lián)勵(lì)磁反接可逆線路MVId+-VRVFId-Id+--+--主電路可逆勵(lì)磁電路勵(lì)磁反接可逆供電方式晶閘管反并聯(lián)勵(lì)磁反接可逆線路MVId+勵(lì)磁反接的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：供電裝置功率小。由于勵(lì)磁功率僅占電動(dòng)機(jī)額定功率的1~5%，因此，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。缺點(diǎn)：改變轉(zhuǎn)向時(shí)間長(zhǎng)。由于勵(lì)磁繞組的電感大，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。勵(lì)磁反接的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：供電裝置功率小。小結(jié)（1）V-M系統(tǒng)的可逆線路可分為兩大類(lèi)：電樞反接可逆線路——電樞反接反向過(guò)程快，但需要較大容量的晶閘管裝置；勵(lì)磁反接可逆線路——?jiǎng)?lì)磁反接反向過(guò)程慢，控制相對(duì)復(fù)雜，但所需晶閘管裝置容量小。小結(jié)（1）V-M系統(tǒng)的可逆線路可分為兩大類(lèi)：（2）每一類(lèi)線路又可用不同的換向方式：接觸器切換線路——適用于不經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械；晶閘管開(kāi)關(guān)切換線路——適用于中、小功率的可逆系統(tǒng)；兩組晶閘管反并聯(lián)線路——適用于各種可逆系統(tǒng)。（2）每一類(lèi)線路又可用不同的換向方式：二.晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的回饋制動(dòng)1.晶閘管裝置的整流和逆變狀態(tài)在兩組晶閘管反并聯(lián)線路的V-M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（4-1）

二.晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的回饋制動(dòng)1.晶閘管裝置的整流和當(dāng)控制角為90°，晶閘管裝置處于整流狀態(tài)；當(dāng)控制角為

90°，晶閘管裝置處于逆變狀態(tài)。

因此在整流狀態(tài)中，Ud0為正值；在逆變狀態(tài)中，Ud0為負(fù)值。為了方便起見(jiàn)，定義逆變角

=180–

，則逆變電壓公式可改寫(xiě)為

Ud0=－Ud0maxcos（4-2）

當(dāng)控制角為90°，晶閘管裝置處于整流狀態(tài)；-+Ud0RM+-nEV--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)位能型的負(fù)載時(shí)也可能出現(xiàn)整流和有源逆變狀態(tài)。

a）整流狀態(tài)：提升重物，90°，Ud0E，n

0由電網(wǎng)向電動(dòng)機(jī)提供能量。PId-+Ud0RM+-nEV--2.單組晶閘管裝置的有源逆變+-+--Ud0RMnEV--b）逆變狀態(tài)：放下重物

90°，UdE，n0

由電動(dòng)機(jī)向電網(wǎng)回饋能量。注意電流方向！

PId進(jìn)入回饋的條件：裝置處于逆變

E與Ud同極性

UdE+-+--Ud0RMnEV--b）逆變狀態(tài)：放下重物PId進(jìn)n-nIdTe提升放下c）機(jī)械特性整流狀態(tài)：電動(dòng)機(jī)工作于第1象限；逆變狀態(tài)：電動(dòng)機(jī)工作于第4象限。TL圖4-3單組V-M系統(tǒng)帶起重機(jī)類(lèi)型負(fù)載時(shí)的整流和逆變狀態(tài)

n-nIdTe提升放下c）機(jī)械特性整流狀態(tài)：TL圖4-33.兩組晶閘管裝置反并聯(lián)的整流和逆變現(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。MVRVF+--+--3.兩組晶閘管裝置反并聯(lián)的整流和逆變現(xiàn)以正組晶閘管裝置整流圖4-4兩組晶閘管反并聯(lián)可逆V-M系統(tǒng)的正組整流和反組逆變狀態(tài)R-+Ud0fM+-nEVF--a)正組整流電動(dòng)運(yùn)行

a)正組晶閘管裝置VF整流VF處于整流狀態(tài)：此時(shí)，f90°，Ud0fE，

n

0

電機(jī)從電路吸收能量作電動(dòng)運(yùn)行。PId圖4-4兩組晶閘管反并聯(lián)可逆V-M系統(tǒng)的正組整流和反組逆b)反組晶閘管裝置VR逆變

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（轉(zhuǎn)速方向不變），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，并使它工作在逆變狀態(tài)。b)反組晶閘管裝置VR逆變當(dāng)電動(dòng)機(jī)需要回饋制動(dòng)時(shí)b)兩組晶閘管反并聯(lián)可逆V-M系統(tǒng)的反組逆變狀態(tài)+-+--Ud0rRMnEVR--VR處于逆變狀態(tài)：

此時(shí)，r90°，E>|Ud0r|，n

0電樞輸出電能實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)。PIdb)兩組晶閘管反并聯(lián)可逆V-M系統(tǒng)的反組逆變狀態(tài)+-+--c）機(jī)械特性范圍Id-Idn反組逆變回饋制動(dòng)正組整流電動(dòng)運(yùn)動(dòng)c)機(jī)械特性運(yùn)行范圍

整流狀態(tài)：

V-M系統(tǒng)工作在第一象限。逆變狀態(tài)：

V-M系統(tǒng)工作在第二象限。c）機(jī)械特性范圍Id-Idn反組逆變回饋制動(dòng)正組整流電動(dòng)運(yùn)動(dòng)4.V-M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(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)。這樣，采用兩組晶閘管裝置的反并聯(lián)，就可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的四象限運(yùn)行。歸納起來(lái)，可將可逆線路正反轉(zhuǎn)時(shí)晶閘管裝置和電機(jī)的工作狀態(tài)列于表4-1中。

4.V-M系統(tǒng)的四象限運(yùn)行在可逆調(diào)速系統(tǒng)中，表4-1V-M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)正向運(yùn)行正向制動(dòng)反向運(yùn)行反向制動(dòng)電樞端電壓極性++－－電樞電流極性+－－+電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向++－－電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)電動(dòng)回饋發(fā)電電動(dòng)回饋發(fā)電晶閘管工作的組別和狀態(tài)正組整流反組逆變反組整流正組逆變機(jī)械特性所在象限一二三四表4-1V-M系統(tǒng)反并聯(lián)可逆線路的工作狀態(tài)晶閘管工作三.可逆V-M系統(tǒng)中的環(huán)流問(wèn)題

1.環(huán)流及其分類(lèi)環(huán)流的定義：采用兩組晶閘管反并聯(lián)的可逆V-M系統(tǒng)，稱不流經(jīng)負(fù)載而直接在兩組晶閘管之間流通的電流為環(huán)流。三.可逆V-M系統(tǒng)中的環(huán)流問(wèn)題1.環(huán)流及其分類(lèi)圖4-5

反并聯(lián)可逆V-M系統(tǒng)中的環(huán)流

MVRVFUd0f+--+Ud0rRrecRrecRa--~~環(huán)流的形成IdIcIc

—

環(huán)流Id

—負(fù)載電流

圖4-5反并聯(lián)可逆V-M系統(tǒng)中的環(huán)流MVRVFUd環(huán)流的危害和利用危害：一般地說(shuō)，這樣的環(huán)流對(duì)負(fù)載無(wú)益，加重加重了晶閘管和變壓器的負(fù)擔(dān)，消耗功率，環(huán)流太大時(shí)會(huì)導(dǎo)致晶閘管損壞，因此應(yīng)該予以抑制或消除。利用：只要合理的對(duì)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(guò)晶閘管的基本負(fù)載電流，使電動(dòng)機(jī)在空載或輕載時(shí)可工作在晶閘管裝置的電流連續(xù)區(qū)，以避免電流斷續(xù)引起的非線性對(duì)系統(tǒng)性能的影響。環(huán)流的危害和利用危害：一般地說(shuō)，這樣的環(huán)流對(duì)負(fù)載無(wú)益，加環(huán)流的分類(lèi)

（1）靜態(tài)環(huán)流：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。又分為兩類(lèi)：直流平均環(huán)流——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。瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流——兩組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(shí)電壓差仍會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)的環(huán)流，稱作瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流。

環(huán)流的分類(lèi)（1）靜態(tài)環(huán)流：兩組可逆線路在一定控制環(huán)流的分類(lèi)（續(xù)）（2）動(dòng)態(tài)環(huán)流：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，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。環(huán)流的分類(lèi)（續(xù)）（2）動(dòng)態(tài)環(huán)流：僅在可逆V-M系統(tǒng)處于過(guò)渡過(guò)2.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V-M系統(tǒng)中，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，必然產(chǎn)生較大的直流平均環(huán)流。直流平均環(huán)流必須抑制，其措施有：采用封鎖觸發(fā)脈沖的方法，在任何時(shí)候，只允許一組晶閘管裝置工作；采用配合控制的策略，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)。2.直流平均環(huán)流與配合控制在兩組晶閘管反并聯(lián)（1）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)正組處于整流狀態(tài)時(shí)，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壓頂住，則直流平均環(huán)流為零。于是

Ud0r=－Ud0f

由式（4-1），Ud0f=Ud0maxcosf

Ud0f=Ud0maxcosr其中f

和r

分別為VF和VR的控制角。（1）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

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

cosr=–cosf或r+f=180（4-3）如果反組的控制用逆變角r

表示，則

f=

r（4-4）

由于兩組晶閘管裝置相同，兩組的最大輸出電壓

由此可見(jiàn)，按照式（4-4）來(lái)控制就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環(huán)流，可采用Ud0f

≤

Ud0rf

≥

rMVRVF+--+--Ud0fUd0r+-由此可見(jiàn)，按照式（4-4）來(lái)控制就可以消除直流平均（2）配合控制方法

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90°，即當(dāng)控制電壓Uc=0時(shí)，使f

=r

=90°，此時(shí)Ud0f

=Ud0r

=

0

，電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)。增大控制電壓Uc

移相時(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。（2）配合控制方法為了實(shí)現(xiàn)配合控制，可將兩組晶閘圖4-6=配合控制電路MVRVFRrecRrec-1ARGTRGTFUcRaM（3）

=

配合控制電路GTF--正組觸發(fā)裝置GTR--反組觸發(fā)裝置AR--反號(hào)器圖4-6=配合控制電路MVRVFRrecRre（4）

=

配合控制特性

=

配合控制系統(tǒng)的移相控制特性示于下圖。移相時(shí)，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)。（4）=配合控制特性=配合控制系圖4-7配合控制移相特性

=

移相控制特性（續(xù)）

-

UcmUc90o

rmin180o0oUcm90o0o180o

fmin

fmin

rmin

r

fCTRCTFUc1一組晶閘管裝置處于整流狀態(tài)，另一組便處于逆變狀態(tài)逆變區(qū)整流區(qū)圖4-7配合控制移相特性=移相控制特性（續(xù)（5）

=

控制的工作狀態(tài)待逆變狀態(tài)——實(shí)際上，這時(shí)逆變組除環(huán)流外并未流過(guò)負(fù)載電流，也就沒(méi)有電能回饋電網(wǎng)，確切地說(shuō)，它只是處于“待逆變狀態(tài)”，表示該組晶閘管裝置是在逆變角控制下等待工作。逆變狀態(tài)——只有在制動(dòng)時(shí)，當(dāng)發(fā)出信號(hào)改變控制角后，同時(shí)降低了整流電壓和逆變電壓的幅值，一旦電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)E>|Ud0r|=|Ud0f|，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)生回饋制動(dòng)，將電能通過(guò)逆變組回饋電網(wǎng)。（5）=控制的工作狀態(tài)待逆變狀態(tài)——實(shí)際上，=

控制的工作狀態(tài)（續(xù)）待整流狀態(tài)——同樣，當(dāng)逆變組工作時(shí)，另一組也是在等待著整流，可稱作處于“待整流狀態(tài)”。

所以，在

=

配合控制下，負(fù)載電流可以迅速地從正向到反向（或從反向到正向）平滑過(guò)渡，在任何時(shí)候，實(shí)際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)。=控制的工作狀態(tài)（續(xù)）待整流狀態(tài)——同樣，當(dāng)逆變（6）最小逆變角限制

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)“逆變顛覆”現(xiàn)象，必須在控制電路中采用限幅作用，形成最小逆變角min保護(hù)。與此同時(shí)，對(duì)

角也實(shí)施min

保護(hù)，以免出現(xiàn)Ud0f

>

Ud0r

而產(chǎn)生直流平均環(huán)流。通常?。?）最小逆變角限制為了防止晶閘管裝置在逆變3.瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流及其抑制（1）瞬時(shí)的脈動(dòng)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)流，但是，由于晶閘管裝置的輸出電壓是脈動(dòng)的，造成整流與逆變電壓波形上的差異，仍會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)電壓的情況，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，因此配合控制有環(huán)流可逆系統(tǒng)又稱作自然環(huán)流系統(tǒng)。3.瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流及其抑制（1）瞬時(shí)的脈動(dòng)環(huán)流產(chǎn)生的原因：（3）瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流的抑制

直流平均環(huán)流可以用配合控制消除，而瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流卻是原理性存在的。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4-9a中的Lc1和Lc2

。環(huán)流電抗的大小可以按照把瞬時(shí)環(huán)流的直流分量限制在負(fù)載額定電流的5%~10%來(lái)設(shè)計(jì)。（3）瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流的抑制直流平均環(huán)流可以用配合環(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(gè)回路中各設(shè)一個(gè)環(huán)流電抗器，因?yàn)槠渲锌傆幸粋€(gè)電抗器會(huì)因流過(guò)直流負(fù)載電流而飽和，失去限流作用。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4個(gè)環(huán)流電抗器。12MVFVRabcABC--環(huán)流電抗器的設(shè)置（續(xù)）~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MVFVRabcABCa'b'c'--~~環(huán)流電抗器的設(shè)置（續(xù)）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，因此只要設(shè)置2個(gè)環(huán)流電抗器。MVFVRabcABCa'b'c'--~~環(huán)流電抗器的設(shè)置（四.=

配合控制的有環(huán)流可逆V-M系統(tǒng)1.系統(tǒng)組成

MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUc----四.=配合控制的有環(huán)流可逆V-M系統(tǒng)1.系統(tǒng)組主電路

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：正組晶閘管VF，由GTF控制觸發(fā)，

——正轉(zhuǎn)時(shí)，VF整流；

——反轉(zhuǎn)時(shí)，VF逆變。反組晶閘管VR，由GTR控制觸發(fā)，

——反轉(zhuǎn)時(shí)，VR整流；

——正轉(zhuǎn)時(shí)，VR逆變。主電路主電路采用兩組三相橋式晶閘管裝置反并聯(lián)的給定與檢測(cè)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、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。這里給定電壓：正轉(zhuǎn)時(shí)，KF閉合，U*n=“+”；反轉(zhuǎn)時(shí)，KR閉合，U*n=“-”。轉(zhuǎn)速反饋：正轉(zhuǎn)時(shí)，Un=“-”，反轉(zhuǎn)時(shí)，Un=“+”。給定與檢測(cè)電路（轉(zhuǎn)速）根據(jù)可逆系統(tǒng)正反向運(yùn)行的需給定與檢測(cè)電路（電流）電流反饋電壓：正轉(zhuǎn)時(shí)，Ui

=“+”；反轉(zhuǎn)時(shí)，Ui

=“-”。注意：由于電流反饋應(yīng)能反映極性，因此圖中的電流互感器需采用直流電流互感器或霍爾變換器，以滿足這一要求。給定與檢測(cè)電路（電流）電流反饋電壓：控制電路

控制電路采用典型的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，其中：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR控制轉(zhuǎn)速，設(shè)置雙向輸出限幅電路，以限制最大起制動(dòng)電流；電流調(diào)節(jié)器ACR控制電流，設(shè)置雙向輸出限幅電路，以限制最小控制角

min

（最大整流）電壓與最小逆變角

min

（最大逆變電壓）。控制電路控制電路采用典型的轉(zhuǎn)速2.控制方式兩組觸發(fā)裝置的控制特性：

rmin180o0o-

UcmUcmUc90o90o0o180o

fmin

fmin

rmin

r

fCTRCTFUc12.控制方式兩組觸發(fā)裝置的控制特性：rmi反轉(zhuǎn)時(shí)：

>0，

r<90°，VR整流：Ud0r=“+”；Uc<

0，f

<

90°，VF逆變：Ud0f

=“-”。正轉(zhuǎn)時(shí)：Uc>0，

f

<90°，VF整流：Ud0f

=“+”；

<0，r

<90°，VR逆變：Ud0r

=“-”。停轉(zhuǎn)時(shí)：Uc=0，r=

f

=

90°，

Ud0f

=Ud0r=0。正轉(zhuǎn)時(shí)：停轉(zhuǎn)時(shí)：Uc=0，r=f=90AR=“-”VR逆變3.工作過(guò)程正向穩(wěn)態(tài)運(yùn)行過(guò)程：KF閉合，U*n=“+”

U*i=“-”

Uc

=“+”電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)行————————VF整流AR=“-”VR逆變3.工作過(guò)程正向穩(wěn)正向穩(wěn)態(tài)運(yùn)行過(guò)程系統(tǒng)狀態(tài)+++----++Id有環(huán)流系統(tǒng)正向運(yùn)行過(guò)程MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUc----Pn正向穩(wěn)態(tài)運(yùn)行過(guò)程系統(tǒng)狀態(tài)+++----++Id有環(huán)流

制動(dòng)過(guò)程（動(dòng)態(tài)過(guò)程）

整個(gè)制動(dòng)過(guò)程可以分為兩個(gè)主要階段，其中還有一些子階段。主要階段分為：

I.本組逆變階段；

II.它組制動(dòng)階段?，F(xiàn)以正向制動(dòng)為例，說(shuō)明有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的制動(dòng)過(guò)程。

制動(dòng)過(guò)程（動(dòng)態(tài)過(guò)程）整個(gè)制動(dòng)過(guò)程可以分為兩個(gè)I.本組逆變階段

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(guò)正組VF流通，具體過(guò)程如下：發(fā)出停車(chē)（或反向）指令后，轉(zhuǎn)速給定電壓突變?yōu)榱悖ɑ蜇?fù)值）；ASR輸出躍變到正限幅值+U*im

；ACR輸出躍變成負(fù)限幅值-Ucm

；VF由整流狀態(tài)很快變成逆變狀態(tài)，同時(shí)反組VR由待逆變狀態(tài)轉(zhuǎn)變成待整流狀態(tài)。I.本組逆變階段在這階段中，電流由正向負(fù)載在VF-M回路中，由于VF變成逆變狀態(tài)，極性變負(fù)，而電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)E由于轉(zhuǎn)速慣性使其極性未變，迫使電流迅速下降，主電路電感迅速釋放儲(chǔ)能，企圖維持正向電流，這時(shí)大部分能量通過(guò)VF回饋電網(wǎng)，所以稱作“本組逆變階段”。由于電流的迅速下降，這個(gè)階段所占時(shí)間很短，轉(zhuǎn)速來(lái)不及產(chǎn)生明顯的變化，其波形圖見(jiàn)圖4-10中的階段I。在VF-M回路中，由于VF變成逆變狀態(tài)，極性變負(fù)，而電機(jī)反電本組逆變過(guò)程系統(tǒng)狀態(tài)MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUc+++----++Id0+--++----本組逆變過(guò)程系統(tǒng)狀態(tài)MVRVF-1ARGTRGTFUcASRⅡ.它組制動(dòng)階段

當(dāng)主電路電流下降過(guò)零時(shí)，本組逆變終止，第I階段結(jié)束，轉(zhuǎn)到反組VR工作，開(kāi)始通過(guò)反組制動(dòng)。從這時(shí)起，直到制動(dòng)過(guò)程結(jié)束，統(tǒng)稱“它組制動(dòng)階段”。它組制動(dòng)階段又可分成三個(gè)子階段：它組建流子階段；它組逆變子階段；反向減流子階段。Ⅱ.它組制動(dòng)階段當(dāng)主電路電流下降過(guò)零時(shí)，本組逆

它組建流子階段

（1）Id

過(guò)零并反向（電機(jī)反電勢(shì)作用使電流反向），直至到達(dá)-Idm

以前，ACR并未脫離飽和狀態(tài)，其輸出仍為-Ucm

。這時(shí)，VF和VR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，電流變化延緩，的數(shù)值略減，使：它組建流子階段（1）Id過(guò)零并反向（電機(jī)反電勢(shì)作（2）反組VR由“待整流”進(jìn)入整流，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“順聯(lián)”，反向電流很快增長(zhǎng)，電機(jī)處于反接制動(dòng)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速明顯地降低，因此，又可稱作“它組反接制動(dòng)狀態(tài)”。（2）反組VR由“待整流”進(jìn)入整流，向主電路提供–Id。反接制動(dòng)過(guò)程系統(tǒng)狀態(tài)+-MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTA

LdUc+++----+0+--++Id----反接制動(dòng)過(guò)程系統(tǒng)狀態(tài)+-MVRVF-1ARGTRGTFUcA它組逆變子階段

當(dāng)反向電流達(dá)到–Idm

并略有超調(diào)時(shí)，ACR輸出電