第四章-直流可逆調(diào)速系統(tǒng)教學(xué)課件

§4直流可逆調(diào)速系統(tǒng)學(xué)習(xí)目標：1.了解V-M可逆線路接線形式及各自的優(yōu)、缺點

。2.了解V-M可逆線路中電動機和整流裝置的工作狀態(tài)。3.了解環(huán)流的定義、利弊及抑制措施。4.理解配合控制的方法及工作原理，掌握有環(huán)流可逆系統(tǒng)正向制動過程。5.掌握邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速的組成、工作原理及DLC的作用。6.掌握邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的一般調(diào)試方法。1

§4直流可逆調(diào)速系統(tǒng)學(xué)習(xí)目標：1§4.1

V-M系統(tǒng)的可逆線路

改變直流電機轉(zhuǎn)向有兩種方法：§4.1.1

V-M系統(tǒng)可逆線路的選擇電樞反接：勵磁反接：改變電樞電壓的極性改變勵磁電壓的極性

認識兩種方法的特點及適用場合，然后選擇合適的方法。2

§4.1V-M系統(tǒng)的可逆線路改變直流電機轉(zhuǎn)向有兩種方法一、電樞反接可逆線路根據(jù)電動機正、反轉(zhuǎn)的切換方式不同，電樞反接可逆線路一般有3種形式(一)用接觸器切換的可逆線路1。正反轉(zhuǎn)切換：KMF觸點閉合時，電樞電壓極性是A（+）、B（?），電動機正轉(zhuǎn)KMR觸點閉合時，電樞電壓極性是A（?）、B（+），電動機反轉(zhuǎn)2。特點：優(yōu)點：簡單、經(jīng)濟。缺點：有噪音、切換慢。3。應(yīng)用場合：不需要頻繁切換、對切換快速性要求不高的生產(chǎn)機械。3

一、電樞反接可逆線路根據(jù)電動機正、反轉(zhuǎn)的切換方式不同，電樞反一、電樞反接可逆線路(二)用晶閘管開關(guān)切換的可逆線路1。正反轉(zhuǎn)切換：2。特點：克服了接觸器切換的缺點，簡單、經(jīng)濟。3。應(yīng)用場合：VD1、VD4導(dǎo)通時，電動機正轉(zhuǎn)；VD2、VD3導(dǎo)通時，電動機反轉(zhuǎn)適用于中小容量的可逆系統(tǒng)。4

一、電樞反接可逆線路(二)用晶閘管開關(guān)切換的可逆線路1。正一、電樞反接可逆線路(三)兩組晶閘管反向并聯(lián)的可逆線路1。正反轉(zhuǎn)切換：2。特點：3。應(yīng)用場合：當(dāng)正組晶閘管裝置VF供電時，電動機正轉(zhuǎn)；當(dāng)反組晶閘管裝置VR供電時電動機反轉(zhuǎn)。不僅能控制電動機的正、反轉(zhuǎn)，而且能靈活地控制電動機的啟動、制動和調(diào)速。在可逆調(diào)速系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用注意：該線路不允許兩組晶閘管裝置同時處于整流工作狀態(tài)，否則將造成電源短路。5

一、電樞反接可逆線路(三)兩組晶閘管反向并聯(lián)的可逆線路1。二、勵磁反接可逆線路勵磁反接也有3種切換方式，即①接觸器切換的勵磁反接可逆線路。②晶閘管開關(guān)切換的勵磁反接可逆線路。③兩組晶閘管裝置反并聯(lián)的可逆線路。下圖為兩組晶閘管裝置反并聯(lián)的可逆線路6

二、勵磁反接可逆線路勵磁反接也有3種切換方式，即①接觸器切綜合以上分析，可逆直流調(diào)速系統(tǒng)中應(yīng)用較多的是電樞反接可逆線路，且一般采用兩組晶閘管裝置反并聯(lián)的可逆線路，后面主要分析這種線路構(gòu)成的可逆調(diào)速系統(tǒng)。三、電樞反接與勵磁反接可逆線路的比較電樞反接：電流反向速度快，但初期投資較大。勵磁反接：電流反向速度慢，且控制復(fù)雜；初期投資小。勵磁換向的方案只適用于對快速性要求不高，正、反轉(zhuǎn)不太頻繁的大容量可逆系統(tǒng)，例如卷揚機，電力機車等。7

綜合以上分析，可逆直流調(diào)速系統(tǒng)中應(yīng)用較多的是電樞反接可逆線路3．電樞反接與勵磁反接各有什么優(yōu)缺點？各適用于什么場合？1．直流電動機實現(xiàn)可逆運行有哪兩種方法？2．從正、反轉(zhuǎn)的切換方式上，可逆線路有哪些形式？思考題：4．可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的主電路一般采用什么形式的線路？8

3．電樞反接與勵磁反接各有什么優(yōu)缺點？各適用于什么場合？1．§4.1.2可逆線路中電機和晶閘管的工作狀態(tài)一、電機的工作狀態(tài)1。電動運行狀態(tài)：電機的電磁轉(zhuǎn)矩方向與電機的轉(zhuǎn)向同方向，電磁轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動電機轉(zhuǎn)運的動力?？赡婢€路中，電機即可正轉(zhuǎn)，又可反轉(zhuǎn)；即可工作于電動運行狀態(tài)，又可工作于制動狀態(tài)。2。制動狀態(tài)：電機的電磁轉(zhuǎn)矩方向與電機的轉(zhuǎn)向反方向，電磁轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動電機轉(zhuǎn)運的阻力。電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比，即電磁轉(zhuǎn)矩的方向與電樞電流方向一致。9

§4.1.2可逆線路中電機和晶閘管的工作狀態(tài)一、電機的工作一、電機的工作狀態(tài)3。電機的四象限工作狀態(tài)第四象限，電動機轉(zhuǎn)速為負向，但電流為正向，電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速相反，電動機處于反向制動工作狀態(tài)。第一象限，電動機轉(zhuǎn)速為正向，電流也為正向，電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速相同，電動機處于正向運行工作狀態(tài)。第二象限，電動機轉(zhuǎn)速為正向，但電流為負向，說明電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速相反，起阻轉(zhuǎn)作用，電動機處于正向制動工作狀態(tài)。第三象限，電動機轉(zhuǎn)速為負向，電流也為負向，電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速相同，電動機處于反向運行工作狀態(tài)。10

一、電機的工作狀態(tài)3。電機的四象限工作狀態(tài)第四象限，電動機轉(zhuǎn)二、晶閘管的工作狀態(tài)

，晶閘管裝置輸出電壓為正，且向電動機提供能量時，其處于整流工作狀態(tài)；1?？赡婢€路中，正組晶閘管裝置（VF）和反組晶閘管裝置（VR）均有整流和逆變兩種工作狀態(tài)。以三相橋式整流電路為例，輸出直流電壓

，晶閘管裝置輸出電壓為負，且從外電路吸收能量回饋給電網(wǎng)時，其處于逆變工作狀態(tài)。2。晶閘管裝置逆變工作的條件：(1)內(nèi)部條件是(2)外部條件是外電路存在維系電流的直流電源11

二、晶閘管的工作狀態(tài)二、晶閘管的工作狀態(tài)3。可逆線路中晶閘管裝置工作狀態(tài)的判定(1)VF與VR哪一組工作取決于負載電流的方向如圖所示：M中電流向下，則VF工作；電流向上，則VR工作。(2)工作晶閘管是處于整流還是逆變狀態(tài)，取決于電機工作狀態(tài)。電機電動運行時，工作的晶閘管輸出電能，處于整流狀態(tài)；電機制動工作時，電機處于發(fā)電狀態(tài)，動態(tài)減小，轉(zhuǎn)換為電能，通過晶閘管的逆變，將電能回饋到電網(wǎng)12

二、晶閘管的工作狀態(tài)3?？赡婢€路中晶閘管裝置工作狀態(tài)的判定(二、晶閘管的工作狀態(tài)4。晶閘管裝置的四象限工作狀態(tài)可逆線路中，取M中電流向下為電樞電流的正方向，則：(1)Id>0,VF工作；Id<0，VR工作(2)電機電動運行時，晶閘管處于整流狀態(tài)；電機制動時，晶閘管處于逆變。13

二、晶閘管的工作狀態(tài)4。晶閘管裝置的四象限工作狀態(tài)可逆線路中思考題：3．V-M可逆調(diào)速系統(tǒng)中，電動機的四象限運行狀態(tài)與晶閘管裝置的四象限工作狀態(tài)有著怎樣的對應(yīng)關(guān)系？1．什么是電動機的電動運行和制動運行？2．晶閘管裝置實現(xiàn)逆變的條件是什么？14

思考題：3．V-M可逆調(diào)速系統(tǒng)中，電動機的四象限運行狀態(tài)與晶§4.2可逆線路的環(huán)流問題§4.2.1環(huán)流及其利弊所謂環(huán)流，是指不流過電動機或其他負載，而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流。如圖中電流Ic所示。一．環(huán)流的定義Rrec為整流裝置內(nèi)阻15

§4.2可逆線路的環(huán)流問題§4.2.1環(huán)流及其利弊所謂環(huán)但工業(yè)實際生產(chǎn)中，直流電動機的容量一般較大，系統(tǒng)本身能滿足電流連續(xù)的需求，環(huán)流的優(yōu)點不能體現(xiàn)，因此，對環(huán)流常常加以抑制。2．環(huán)流的優(yōu)缺點(1)缺點：環(huán)流的存在會加重晶閘管和變壓器的負擔(dān)、消耗無用的功率，環(huán)流太大時甚至?xí)?dǎo)致晶閘管損壞。(2)優(yōu)點：①避免電流斷續(xù)。②加快電流換向。理論上，環(huán)流有利的一面主要表現(xiàn)在電機空載或輕載時。不同類型的環(huán)流，產(chǎn)生的機制不同，抑制方法也不一樣。16

但工業(yè)實際生產(chǎn)中，直流電動機的容量一般較大，系統(tǒng)本身能滿足電§4.2.2環(huán)流類型及其抑制措施一．環(huán)流的種類

直流平均環(huán)流

靜態(tài)環(huán)流動態(tài)環(huán)流瞬時脈動環(huán)流

靜態(tài)環(huán)流：系統(tǒng)穩(wěn)定工作時，所出現(xiàn)的環(huán)流叫做靜態(tài)環(huán)流。直流平均環(huán)流：由于兩組晶閘管裝置之間存在正向的直流電壓差而產(chǎn)生的環(huán)流，稱為直流平均環(huán)流。由于兩組晶閘管裝置輸出電壓的瞬時值不相等而產(chǎn)生的環(huán)流，稱為瞬時脈動環(huán)流。瞬時脈動環(huán)流：動態(tài)環(huán)流：當(dāng)系統(tǒng)由一種工作狀態(tài)過渡到另一種工作狀態(tài)時才出現(xiàn)的環(huán)流，叫做動態(tài)環(huán)流。(不做分析)

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§4.2.2環(huán)流類型及其抑制措施一．環(huán)流的種類直流平均環(huán)2．直流平均環(huán)流的抑制措施(1)產(chǎn)生原因：兩組晶閘管裝置之間存在正向的直流電壓差。若Udf與Udr始終大小相等，方向也相同，則可消除偏差，即

故有當(dāng)VF整流時讓VR處于待逆變，且VF的整流角等于VR的逆變角，以消除直流電壓差；反之亦然。這種措施稱之為配合控制。(2)抑制措施：采用配合控制。18

2．直流平均環(huán)流的抑制措施(1)產(chǎn)生原因：兩組晶閘管裝置之間(3)采用配合控制的可逆線路主要特征：兩組晶閘管觸發(fā)電路的控制電壓大小相等，符號相反。19

(3)采用配合控制的可逆線路主要特3．瞬時脈動環(huán)流的抑制措施但這只是對輸出電壓的平均值而言的，整流電壓和逆變電壓的瞬時值是不相等的，二者之間仍存在瞬時電壓差，從而產(chǎn)生瞬時脈動環(huán)流。在

配合控制條件下，，因而沒有直流平均環(huán)流，(1)瞬時脈動環(huán)流的產(chǎn)生(2)瞬時脈動環(huán)流的抑制---在主回路上串入環(huán)流電抗器脈動環(huán)流是自然存在的，不能根除，只能通過在主回路中串環(huán)流電抗器來加以抑制，使其幅值減小。20

3．瞬時脈動環(huán)流的抑制措施但這只是對輸出電壓的平均值而言的，(3)環(huán)流電抗器的接法假設(shè)某時刻，電源A相的電位高B相的電位，根據(jù)晶閘管的單向?qū)щ娋€，存在如圖所示兩條環(huán)流回路。為什么要串四個環(huán)流電抗器？原因1：兩條環(huán)流回路。原因2：流過負載電流的環(huán)流電抗器因飽和而失去作用。電動機回路平波電抗器仍保留，以改善電樞電流的平滑性21

(3)環(huán)流電抗器的接法假設(shè)某時刻，電源A相的電位高B相的電思考題：2．環(huán)流有哪些種類？怎樣抑制環(huán)流？1．什么是環(huán)流？環(huán)流有什么優(yōu)點和缺點？22

思考題：2．環(huán)流有哪些種類？怎樣抑制環(huán)流？1．什么是環(huán)流？環(huán)§4.3有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)一．有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的定義§4.3.1配合控制有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)

在配合控制下，電樞可逆線路中雖然沒有直流平均環(huán)流，但有瞬時脈動環(huán)流，所以這樣的控制系統(tǒng)稱為有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)。由于脈動環(huán)流是自然存在的，所以又稱為自然環(huán)流系統(tǒng)。二．系統(tǒng)的構(gòu)成思想：雙閉環(huán)控制+配合控制23

§4.3有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)一．有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的定義§4①主電路構(gòu)成②控制電路采用典型的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制。③配合控制的體現(xiàn)。④電流反饋⑤電動機的轉(zhuǎn)向控制24

①主電路構(gòu)成②控制電路采用典型的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制。三．系統(tǒng)的工作過程分析（1）電動機停止狀態(tài)：（2）電動機正向啟動運行分析：VF處于整流工作狀態(tài)，電機正轉(zhuǎn)。VR處于待逆變狀態(tài)。25

三．系統(tǒng)的工作過程分析（1）電動機停止狀態(tài)：（2）電動機正1．什么是自然環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)？其構(gòu)成有何特點？2.配合控制中，VF與VR的觸發(fā)控制電壓、輸出直流電壓各有怎樣的關(guān)系？思考題：26

1．什么是自然環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)？其構(gòu)成有何特點？2.§4.3.2制動過程分析

可逆調(diào)速系統(tǒng)由正轉(zhuǎn)直接反向，則可看作是正向制動與反向啟動過程的銜接，所以只需對其正向制動過程加以分析。可逆調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)不可逆調(diào)速系統(tǒng)啟動過程分為電流上升、恒流升速、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)3個階段分為電流上升、恒流升速、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)3個階段停車過程無制動，自然停車有制動，快速停車27

§4.3.2制動過程分析可逆調(diào)速系統(tǒng)由正轉(zhuǎn)直§4.3.2制動過程分析一、制動過程的波形電機由正轉(zhuǎn)到停車過渡過程1。電流變化過程：正向電流電流反向，并升到最大值電流保持電流減小至零初如狀態(tài)為制動做準備主要制動過程轉(zhuǎn)速減至零，電流回零28

§4.3.2制動過程分析一、制動過程的波形電機由正轉(zhuǎn)到?！?.3.2制動過程分析一、制動過程的波形電機由正轉(zhuǎn)到停車過渡過程2。轉(zhuǎn)速變化過程：正向轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速減小轉(zhuǎn)速減小到零初如狀態(tài)電流反向后開始制動減速停車29

§4.3.2制動過程分析一、制動過程的波形電機由正轉(zhuǎn)到?！?.3.2制動過程分析3。能量轉(zhuǎn)換(1)平波電抗器：(3)晶閘管：當(dāng)電樞電流減小時，釋放磁場能；當(dāng)電樞電流增大時，儲存磁場能。(時段分析)(2)電動機：制動過程中，電機動能減小，轉(zhuǎn)化為電能送出，工作于發(fā)電狀態(tài)。電流為正時，VF工作；電流為負電VR工作(4)電樞電阻：消耗電能。整流狀態(tài)輸出能量，逆變狀態(tài)吸收能量。30

§4.3.2制動過程分析3。能量轉(zhuǎn)換(1)平波電抗器：(§4.3.2制動過程分析4。制動過程劃分(根據(jù)電流變化分)階段I：本組逆變階段正向電流減小，但尚未反向，無制動階段II：它組制動階段VF工作，電感釋放能量，VF逆變電流反向，產(chǎn)生制動作用，VR工作。階段II又分為三個子階段：II1：它組建流子階段II2：它組逆變子階段II3：反向減流子階段(制動準備)(主要制動過程)(停車前調(diào)整)31

§4.3.2制動過程分析4。制動過程劃分(根據(jù)電流變化分§4.3.2制動過程分析二、正向制動過程分析初始工作狀態(tài)：VF整流輸出能量轉(zhuǎn)化為電機的動能，VR待逆變32

§4.3.2制動過程分析二、正向制動過程分析初始工作狀態(tài)§4.3.2制動過程分析二、正向制動過程分析I本組逆變階段：正向電流減小，Ld釋放能量，經(jīng)VF逆變回饋電網(wǎng)。33

§4.3.2制動過程分析二、正向制動過程分析I本組逆變階§4.3.2制動過程分析二、正向制動過程分析II1它組建流子階段：電流反向增大，Ld儲存能量，VR整流輸出能量，電機動能減小，發(fā)電輸出能量。34

§4.3.2制動過程分析二、正向制動過程分析II1它組建§4.3.2制動過程分析二、正向制動過程分析II2它組逆變子階段：電流恒定，電機轉(zhuǎn)速下降，動能減小，發(fā)電輸出能量。VR逆變向電網(wǎng)回饋能量。35

§4.3.2制動過程分析二、正向制動過程分析II2它組逆§4.3.2制動過程分析二、正向制動過程分析II3反向減流子階段：恒流制動階段，電機的平衡方向為：隨著轉(zhuǎn)速下降，E和Udr同步減小，VR的逆變電壓減小為0時，平衡被打破，電流將不能再保持恒定，電流減小，進入II3子階段。II3反向減流子階段，VR逆變終止，轉(zhuǎn)速已接近于0，余下的動能轉(zhuǎn)換為電能，消耗在電阻上。轉(zhuǎn)速減為0時，電流也減為0，電機停車。36

§4.3.2制動過程分析二、正向制動過程分析II3反向減3．制動各階段維系電流Id的電壓源分別是什么？1．正向制動過程分為哪幾個階段？分別是哪組晶閘管在工作？處于什么工作狀態(tài)？2．制動過程各階段的主要能量轉(zhuǎn)換分別是什么？思考題：37

3．制動各階段維系電流Id的電壓源分別是什么？1．正向制動過§4.4邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的缺點：需要在主電路中串入四個環(huán)流電抗器，不經(jīng)濟；大容量系統(tǒng)中，環(huán)流電抗器的容量不容易滿足。無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)既沒有直流平均環(huán)流，也沒有瞬時脈動環(huán)流，不需要串入環(huán)流電抗器。常見無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)邏輯控制無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)錯位控制無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)兩大類38

§4.4邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的缺點：需§4.4.1邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的組成

1．什么是邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)？

當(dāng)一組晶閘管工作時，用邏輯電路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)，確保2組閘管不同時工作，從根本上切斷了環(huán)流的通路，這就是邏輯控制的無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)，簡稱“邏輯無環(huán)流系統(tǒng)”。沒有環(huán)流。任何時候中有一組晶閘管被觸發(fā)。關(guān)鍵部分：邏輯無環(huán)環(huán)流控制器39

§4.4.1邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的組成1．2．系統(tǒng)的組成和特點(1)主電路：兩組晶閘管并聯(lián)的可逆線路，無環(huán)流電抗器。(2)控制電路：雙閉環(huán)控制。(3)設(shè)置了無環(huán)流邏輯控制器DLC。40

2．系統(tǒng)的組成和特點(1)主電路：兩組晶閘管并聯(lián)的可逆線路，2．邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)在構(gòu)成上有什么特點？1．什么是邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)？思考題：41

2．邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)在構(gòu)成上有什么特點？1．什么是邏輯§4.4.2邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理

由于采用雙閉環(huán)控制，起動過程也分三個階段。制動過程與有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)相同，所不同的是：有環(huán)流系統(tǒng)兩組晶閘管都被觸發(fā)，一組工作時，另一組僅輸出電壓，處于待整流(或待逆變)狀態(tài)；邏輯無環(huán)流系統(tǒng)任何時候僅有一組晶閘管被觸發(fā)。主要分析邏輯無環(huán)環(huán)流控制器的控制原理42

§4.4.2邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理由于采用雙§4.4.2邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理

1．DLC的任務(wù)

在邏輯無環(huán)流系統(tǒng)中，DLC的主要任務(wù)是在正組晶閘管VF工作時封鎖反組脈沖，在反組晶閘管VF工作時封鎖正組脈沖，確保2組不會同時開放。DLC輸出的為邏輯信號，即高、低電平信號，用于控制觸發(fā)脈沖功放電路的使能端，輸出低電平信號時，表示允許工作。DLC控制狀態(tài)表如下：Ulf=0,Ulr=1

允許VF工作，VR被封鎖Ulf=1,Ulr=0

允許VR工作，VF被封鎖

任何時候，Ulf和Ulr都不能同時為低電平。43

§4.4.2邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理1．DLC§4.4.2邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理

2．DLC控制功能的實現(xiàn)(1)DLC輸入信號的選擇

轉(zhuǎn)速給定為正時，Ui*<0，電機正轉(zhuǎn)，應(yīng)該VF工作，即Ulf=0,Ulr=1

當(dāng)電機由正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)時，Ui*由負變正，工作的晶閘管應(yīng)由VF換為VR，何時切換呢？即DLC的切換指令何時發(fā)出呢？VF逆變結(jié)束，正向電流減小為0時切換!

轉(zhuǎn)速給定為負時，Ui*>0，電機反轉(zhuǎn)，應(yīng)該VR工作，即Ulf=1,Ulr=0

所以，Ui*的極性決定了該讓哪一組晶閘管工作，即決定了DLC輸出命令的內(nèi)容。

所以，電樞電流減小為零時DLC才能發(fā)出切換指令。44

§4.4.2邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理2．DLC§4.4.2邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理

2．DLC控制功能的實現(xiàn)(1)DLC輸入信號的選擇DLC的輸入有兩個：電流給定信號Ui*

、零電流檢測信號Uio

Ui*<0

：Ulf=0,Ulr=1Ui*的極性決定DLC輸出命令的內(nèi)容，Ui0決定命令發(fā)出的時刻。

Ui*>0

：Ulf=1,Ulr=0(2)DLC的控制時序DLC封鎖一組脈沖和開放另一組脈沖不是同時進行的，需經(jīng)過2個延時才完成控制切換。45

§4.4.2邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理2．DLC(2)DLC的控制時序(以電機由正轉(zhuǎn)切換到反轉(zhuǎn)為例)

封鎖延時：當(dāng)檢測到電樞電流減小到零時，延時t1時間后，封鎖VF

開放延時：封鎖VF后，再延時t2時間后，開放VR。3．對DLC的要求：③任何情況下都不允許對2組脈沖同時施加開放信號。①由Ui*和Ui0共同完成邏輯切換，Ui*的極性決定DLC控制命令的內(nèi)容，Ui0為零決定控制命令發(fā)出的時刻。②發(fā)出切換命令后，須經(jīng)過封鎖延時t1才能封鎖原導(dǎo)通組脈沖，再經(jīng)過開放延時t2后，才能開放另一組脈沖。46

(2)DLC的控制時序(以電機由正轉(zhuǎn)切換到反轉(zhuǎn)為例思考題：3．寫出DLC輸出狀態(tài)真值表及其表達的控制含義？1．邏輯無環(huán)流系統(tǒng)中，DLC的任務(wù)是什么？2．為實現(xiàn)DLC的控制作用，在功能上對DLC有什么具體要求？47

思考題：3．寫出DLC輸出狀態(tài)真值表及其表達的控制含義？1．§4.4.3邏輯控制器DLC構(gòu)成

根據(jù)對邏輯控制器DLC的要求，它由4部分組成，即電平檢測環(huán)節(jié)、邏輯判斷環(huán)節(jié)、延時電路環(huán)節(jié)及聯(lián)鎖保護環(huán)節(jié)。48

§4.4.3邏輯控制器DLC構(gòu)成根據(jù)對邏輯控制器DLC2．邏輯判斷環(huán)節(jié)邏輯判斷環(huán)節(jié)的任務(wù)是根據(jù)轉(zhuǎn)矩極性鑒別和零電平檢測的輸出UM和UI狀態(tài)，正確地判斷晶閘管的觸發(fā)脈沖是否需要進行切換及切換條件是否具備。1．電平檢測完成對輸入量的模/數(shù)轉(zhuǎn)換。

3．延時環(huán)節(jié)用于實現(xiàn)封鎖延時t1和開放延時t2。4．聯(lián)鎖保護環(huán)節(jié)保證2組晶閘管不能同時開放。49

2．邏輯判斷環(huán)節(jié)邏輯判斷環(huán)節(jié)的任務(wù)是根據(jù)轉(zhuǎn)矩極性鑒別和零電平電平檢測包括2個模/數(shù)轉(zhuǎn)換器：對轉(zhuǎn)換的稱為轉(zhuǎn)矩極性鑒別器轉(zhuǎn)換的稱為零電流檢測器。

對轉(zhuǎn)矩極性鑒別器及其輸入—輸出特性：50

電平檢測包括2個模/數(shù)轉(zhuǎn)換器：對轉(zhuǎn)換的稱為轉(zhuǎn)矩極性鑒別器轉(zhuǎn)換零電流檢測器及其輸入—輸出特性51

零電流檢測器及其輸入—輸出特性51除去電平檢測部分，DLC控制器的原理圖如下圖示VD1、VD2、C1、C2起t1的延時作用VD3、VD4、C3、C4起t2的延時作用52

除去電平檢測部分，DLC控制器的原理圖如下圖示VD1、VD2

真值表說明：2、UI=1(電流為0)時，輸出改變；1、UM=1(Ui*<0)，正轉(zhuǎn)需求，讓VF開放，VR封鎖；UM=0(Ui*>0)，反轉(zhuǎn)需求，讓VR開放，VF封鎖。UI=0(電流不為0)時，輸出保持原來狀態(tài)53

真值表說明：2、UI=1(電流為0)時，輸出改變；1、UM電容C2、C3充電；電容C1、C4不能充電正向啟動狀態(tài)54

電容C2、C3充電；電容C1、C4不能充電正向啟動狀態(tài)54電容C2、C3已充電；電容C1、C4不能充電正向工作狀態(tài)正轉(zhuǎn)啟動后，UI由1變0，只改變了兩個電平(紅色)55

電容C2、C3已充電；電容C1、C4不能充電正向工作狀態(tài)正轉(zhuǎn)當(dāng)UM改變后，若UI沒變，則輸出狀態(tài)不會有任何改變；當(dāng)UI變?yōu)?時電容C1、C4開始充電，t1后C1充電至高電平，Uz、Ulf反轉(zhuǎn)；t2后C4充電至高電平，UF、Ulr反轉(zhuǎn)。(t2>t1)正轉(zhuǎn)向反轉(zhuǎn)切換狀態(tài)56

當(dāng)UM改變后，若UI沒變，則輸出狀態(tài)不會有任何改變；當(dāng)UI變電容C1、C4充電；電容C2、C3不能充電。電路電平狀態(tài)如圖示。反向電流建立之后57

電容C1、C4充電；電容C2、C3不能充電。電路電平狀態(tài)如圖當(dāng)UZ和UF都是0時，表示都是開放信號，此時保護動作：一方面發(fā)出一個推β信號Uβ

，另一方面讓A點電位為0，V3、V4均不通，兩組晶閘管裝置都加封鎖信號。DLC的聯(lián)鎖保護58

當(dāng)UZ和UF都是0時，表示都是開放信號，此時保護動作：一方面2．參照表4-1寫出電動機“反轉(zhuǎn)啟動—反轉(zhuǎn)運行—切換到正轉(zhuǎn)—正轉(zhuǎn)運行”過程中輸入量、及輸出量、.的狀態(tài)真值表。思考題：1．無環(huán)流邏輯控制器由哪幾部分構(gòu)成？各環(huán)節(jié)的作用是什么？59

2．參照表4-1寫出電動機“反轉(zhuǎn)啟動—反轉(zhuǎn)運行—切換到正轉(zhuǎn)—邏輯無環(huán)流實驗前輔導(dǎo)一、系統(tǒng)原理圖該圖中有兩個電流調(diào)節(jié)器，但任何情況下都只有一個調(diào)節(jié)器在起作用。能否將兩者合二為一呢？60

邏輯無環(huán)流實驗前輔導(dǎo)一、系統(tǒng)原理圖該圖中有兩個電流調(diào)節(jié)器，但邏輯無環(huán)流實驗前輔導(dǎo)二、兩電流調(diào)節(jié)器合二為一的可行性分析1、實驗臺上，正、反橋的功放電路是分開的，但觸發(fā)電路是同一個。即觸發(fā)電路產(chǎn)生的6路脈沖，同時送到兩塊功放電路上，輸出分別做為正、反橋觸發(fā)脈沖。所以，正、反橋的觸發(fā)電路的移相控制電壓可以是同一個信號，即來自同一個電流調(diào)節(jié)器的輸出。2、無環(huán)流系統(tǒng)原理圖中，兩電流調(diào)節(jié)器的給定互為相反：Ui*和-Ui*。可以將兩個給定同時接入一個電流調(diào)節(jié)器，不過要對它們加以控制，任何時候只讓一個起作用：需要VF工作時，讓Ui*起作用；需要VR工作時，讓-Ui*起作用。3、DLC可提供所需的控制信號。61

邏輯無環(huán)流實驗前輔導(dǎo)二、兩電流調(diào)節(jié)器合二為一的可行性分析1、邏輯無環(huán)流實驗前輔導(dǎo)三、兩電流調(diào)節(jié)器合二為一的接線方法VF工作時，UF=1，-Ui*不起作用VR工作時，UZ=1，Ui*不起作用62

邏輯無環(huán)流實驗前輔導(dǎo)三、兩電流調(diào)節(jié)器合二為一的接線方法VF工四、邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的接線圖63

四、邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的接線圖63一、要知道實驗做什么？1.基本單元調(diào)試—同雙閉環(huán)實驗前指導(dǎo)：2.測試：正反橋均能正常工作二、實驗前準備1、熟練掌握雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)接線和調(diào)試方法是進行本實驗的基礎(chǔ)?！?.5邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)實驗3.DLC輸出狀態(tài)測試4.邏輯無環(huán)流系統(tǒng)接線與調(diào)試2、熟悉邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的原理，掌握DLC控制功能，理解其真值表的含義。3、預(yù)習(xí)4.5章節(jié)和附錄中相關(guān)電路模塊的介紹，做到實驗?zāi)康拿鞔_、思路清晰。4、能熟練畫出邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的實驗接線圖64

一、要知道實驗做什么？1.基本單元調(diào)試—同雙閉環(huán)實驗前指導(dǎo)：1、什么是邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)？預(yù)習(xí)效果檢查2、DLC的輸入信號是什么？各自的控制作用是什么在？3、DLC的輸出信號有哪些？它們的值與VF、VR的工作怎樣對應(yīng)？4、為什么可將系統(tǒng)原理圖中的兩個電流調(diào)節(jié)器合二為一？5、實驗中電流調(diào)節(jié)器的輸入端接哪些信號？各自的作用是什么？6、在進行邏輯無環(huán)流系統(tǒng)接線前，為什么要先對正反橋分別作雙閉環(huán)實驗？7、轉(zhuǎn)矩極性鑒別器的輸入端和輸出端分別接至何處？實驗后交流與總結(jié)8、零電平檢測器的輸入端和輸出端分別接至何處？65

1、什么是邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)？預(yù)習(xí)效果檢查2、DLC的輸§4直流可逆調(diào)速系統(tǒng)學(xué)習(xí)目標：1.了解V-M可逆線路接線形式及各自的優(yōu)、缺點

。2.了解V-M可逆線路中電動機和整流裝置的工作狀態(tài)。3.了解環(huán)流的定義、利弊及抑制措施。4.理解配合控制的方法及工作原理，掌握有環(huán)流可逆系統(tǒng)正向制動過程。5.掌握邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速的組成、工作原理及DLC的作用。6.掌握邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的一般調(diào)試方法。66

§4直流可逆調(diào)速系統(tǒng)學(xué)習(xí)目標：1§4.1

V-M系統(tǒng)的可逆線路

改變直流電機轉(zhuǎn)向有兩種方法：§4.1.1

V-M系統(tǒng)可逆線路的選擇電樞反接：勵磁反接：改變電樞電壓的極性改變勵磁電壓的極性

認識兩種方法的特點及適用場合，然后選擇合適的方法。67

§4.1V-M系統(tǒng)的可逆線路改變直流電機轉(zhuǎn)向有兩種方法一、電樞反接可逆線路根據(jù)電動機正、反轉(zhuǎn)的切換方式不同，電樞反接可逆線路一般有3種形式(一)用接觸器切換的可逆線路1。正反轉(zhuǎn)切換：KMF觸點閉合時，電樞電壓極性是A（+）、B（?），電動機正轉(zhuǎn)KMR觸點閉合時，電樞電壓極性是A（?）、B（+），電動機反轉(zhuǎn)2。特點：優(yōu)點：簡單、經(jīng)濟。缺點：有噪音、切換慢。3。應(yīng)用場合：不需要頻繁切換、對切換快速性要求不高的生產(chǎn)機械。68

一、電樞反接可逆線路根據(jù)電動機正、反轉(zhuǎn)的切換方式不同，電樞反一、電樞反接可逆線路(二)用晶閘管開關(guān)切換的可逆線路1。正反轉(zhuǎn)切換：2。特點：克服了接觸器切換的缺點，簡單、經(jīng)濟。3。應(yīng)用場合：VD1、VD4導(dǎo)通時，電動機正轉(zhuǎn)；VD2、VD3導(dǎo)通時，電動機反轉(zhuǎn)適用于中小容量的可逆系統(tǒng)。69

一、電樞反接可逆線路(二)用晶閘管開關(guān)切換的可逆線路1。正一、電樞反接可逆線路(三)兩組晶閘管反向并聯(lián)的可逆線路1。正反轉(zhuǎn)切換：2。特點：3。應(yīng)用場合：當(dāng)正組晶閘管裝置VF供電時，電動機正轉(zhuǎn)；當(dāng)反組晶閘管裝置VR供電時電動機反轉(zhuǎn)。不僅能控制電動機的正、反轉(zhuǎn)，而且能靈活地控制電動機的啟動、制動和調(diào)速。在可逆調(diào)速系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用注意：該線路不允許兩組晶閘管裝置同時處于整流工作狀態(tài)，否則將造成電源短路。70

一、電樞反接可逆線路(三)兩組晶閘管反向并聯(lián)的可逆線路1。二、勵磁反接可逆線路勵磁反接也有3種切換方式，即①接觸器切換的勵磁反接可逆線路。②晶閘管開關(guān)切換的勵磁反接可逆線路。③兩組晶閘管裝置反并聯(lián)的可逆線路。下圖為兩組晶閘管裝置反并聯(lián)的可逆線路71

二、勵磁反接可逆線路勵磁反接也有3種切換方式，即①接觸器切綜合以上分析，可逆直流調(diào)速系統(tǒng)中應(yīng)用較多的是電樞反接可逆線路，且一般采用兩組晶閘管裝置反并聯(lián)的可逆線路，后面主要分析這種線路構(gòu)成的可逆調(diào)速系統(tǒng)。三、電樞反接與勵磁反接可逆線路的比較電樞反接：電流反向速度快，但初期投資較大。勵磁反接：電流反向速度慢，且控制復(fù)雜；初期投資小。勵磁換向的方案只適用于對快速性要求不高，正、反轉(zhuǎn)不太頻繁的大容量可逆系統(tǒng)，例如卷揚機，電力機車等。72

綜合以上分析，可逆直流調(diào)速系統(tǒng)中應(yīng)用較多的是電樞反接可逆線路3．電樞反接與勵磁反接各有什么優(yōu)缺點？各適用于什么場合？1．直流電動機實現(xiàn)可逆運行有哪兩種方法？2．從正、反轉(zhuǎn)的切換方式上，可逆線路有哪些形式？思考題：4．可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的主電路一般采用什么形式的線路？73

3．電樞反接與勵磁反接各有什么優(yōu)缺點？各適用于什么場合？1．§4.1.2可逆線路中電機和晶閘管的工作狀態(tài)一、電機的工作狀態(tài)1。電動運行狀態(tài)：電機的電磁轉(zhuǎn)矩方向與電機的轉(zhuǎn)向同方向，電磁轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動電機轉(zhuǎn)運的動力?？赡婢€路中，電機即可正轉(zhuǎn)，又可反轉(zhuǎn)；即可工作于電動運行狀態(tài)，又可工作于制動狀態(tài)。2。制動狀態(tài)：電機的電磁轉(zhuǎn)矩方向與電機的轉(zhuǎn)向反方向，電磁轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動電機轉(zhuǎn)運的阻力。電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比，即電磁轉(zhuǎn)矩的方向與電樞電流方向一致。74

§4.1.2可逆線路中電機和晶閘管的工作狀態(tài)一、電機的工作一、電機的工作狀態(tài)3。電機的四象限工作狀態(tài)第四象限，電動機轉(zhuǎn)速為負向，但電流為正向，電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速相反，電動機處于反向制動工作狀態(tài)。第一象限，電動機轉(zhuǎn)速為正向，電流也為正向，電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速相同，電動機處于正向運行工作狀態(tài)。第二象限，電動機轉(zhuǎn)速為正向，但電流為負向，說明電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速相反，起阻轉(zhuǎn)作用，電動機處于正向制動工作狀態(tài)。第三象限，電動機轉(zhuǎn)速為負向，電流也為負向，電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速相同，電動機處于反向運行工作狀態(tài)。75

一、電機的工作狀態(tài)3。電機的四象限工作狀態(tài)第四象限，電動機轉(zhuǎn)二、晶閘管的工作狀態(tài)

，晶閘管裝置輸出電壓為正，且向電動機提供能量時，其處于整流工作狀態(tài)；1?？赡婢€路中，正組晶閘管裝置（VF）和反組晶閘管裝置（VR）均有整流和逆變兩種工作狀態(tài)。以三相橋式整流電路為例，輸出直流電壓

，晶閘管裝置輸出電壓為負，且從外電路吸收能量回饋給電網(wǎng)時，其處于逆變工作狀態(tài)。2。晶閘管裝置逆變工作的條件：(1)內(nèi)部條件是(2)外部條件是外電路存在維系電流的直流電源76

二、晶閘管的工作狀態(tài)二、晶閘管的工作狀態(tài)3。可逆線路中晶閘管裝置工作狀態(tài)的判定(1)VF與VR哪一組工作取決于負載電流的方向如圖所示：M中電流向下，則VF工作；電流向上，則VR工作。(2)工作晶閘管是處于整流還是逆變狀態(tài)，取決于電機工作狀態(tài)。電機電動運行時，工作的晶閘管輸出電能，處于整流狀態(tài)；電機制動工作時，電機處于發(fā)電狀態(tài)，動態(tài)減小，轉(zhuǎn)換為電能，通過晶閘管的逆變，將電能回饋到電網(wǎng)77

二、晶閘管的工作狀態(tài)3。可逆線路中晶閘管裝置工作狀態(tài)的判定(二、晶閘管的工作狀態(tài)4。晶閘管裝置的四象限工作狀態(tài)可逆線路中，取M中電流向下為電樞電流的正方向，則：(1)Id>0,VF工作；Id<0，VR工作(2)電機電動運行時，晶閘管處于整流狀態(tài)；電機制動時，晶閘管處于逆變。78

二、晶閘管的工作狀態(tài)4。晶閘管裝置的四象限工作狀態(tài)可逆線路中思考題：3．V-M可逆調(diào)速系統(tǒng)中，電動機的四象限運行狀態(tài)與晶閘管裝置的四象限工作狀態(tài)有著怎樣的對應(yīng)關(guān)系？1．什么是電動機的電動運行和制動運行？2．晶閘管裝置實現(xiàn)逆變的條件是什么？79

思考題：3．V-M可逆調(diào)速系統(tǒng)中，電動機的四象限運行狀態(tài)與晶§4.2可逆線路的環(huán)流問題§4.2.1環(huán)流及其利弊所謂環(huán)流，是指不流過電動機或其他負載，而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流。如圖中電流Ic所示。一．環(huán)流的定義Rrec為整流裝置內(nèi)阻80

§4.2可逆線路的環(huán)流問題§4.2.1環(huán)流及其利弊所謂環(huán)但工業(yè)實際生產(chǎn)中，直流電動機的容量一般較大，系統(tǒng)本身能滿足電流連續(xù)的需求，環(huán)流的優(yōu)點不能體現(xiàn)，因此，對環(huán)流常常加以抑制。2．環(huán)流的優(yōu)缺點(1)缺點：環(huán)流的存在會加重晶閘管和變壓器的負擔(dān)、消耗無用的功率，環(huán)流太大時甚至?xí)?dǎo)致晶閘管損壞。(2)優(yōu)點：①避免電流斷續(xù)。②加快電流換向。理論上，環(huán)流有利的一面主要表現(xiàn)在電機空載或輕載時。不同類型的環(huán)流，產(chǎn)生的機制不同，抑制方法也不一樣。81

但工業(yè)實際生產(chǎn)中，直流電動機的容量一般較大，系統(tǒng)本身能滿足電§4.2.2環(huán)流類型及其抑制措施一．環(huán)流的種類

直流平均環(huán)流

靜態(tài)環(huán)流動態(tài)環(huán)流瞬時脈動環(huán)流

靜態(tài)環(huán)流：系統(tǒng)穩(wěn)定工作時，所出現(xiàn)的環(huán)流叫做靜態(tài)環(huán)流。直流平均環(huán)流：由于兩組晶閘管裝置之間存在正向的直流電壓差而產(chǎn)生的環(huán)流，稱為直流平均環(huán)流。由于兩組晶閘管裝置輸出電壓的瞬時值不相等而產(chǎn)生的環(huán)流，稱為瞬時脈動環(huán)流。瞬時脈動環(huán)流：動態(tài)環(huán)流：當(dāng)系統(tǒng)由一種工作狀態(tài)過渡到另一種工作狀態(tài)時才出現(xiàn)的環(huán)流，叫做動態(tài)環(huán)流。(不做分析)

82

§4.2.2環(huán)流類型及其抑制措施一．環(huán)流的種類直流平均環(huán)2．直流平均環(huán)流的抑制措施(1)產(chǎn)生原因：兩組晶閘管裝置之間存在正向的直流電壓差。若Udf與Udr始終大小相等，方向也相同，則可消除偏差，即

故有當(dāng)VF整流時讓VR處于待逆變，且VF的整流角等于VR的逆變角，以消除直流電壓差；反之亦然。這種措施稱之為配合控制。(2)抑制措施：采用配合控制。83

2．直流平均環(huán)流的抑制措施(1)產(chǎn)生原因：兩組晶閘管裝置之間(3)采用配合控制的可逆線路主要特征：兩組晶閘管觸發(fā)電路的控制電壓大小相等，符號相反。84

(3)采用配合控制的可逆線路主要特3．瞬時脈動環(huán)流的抑制措施但這只是對輸出電壓的平均值而言的，整流電壓和逆變電壓的瞬時值是不相等的，二者之間仍存在瞬時電壓差，從而產(chǎn)生瞬時脈動環(huán)流。在

配合控制條件下，，因而沒有直流平均環(huán)流，(1)瞬時脈動環(huán)流的產(chǎn)生(2)瞬時脈動環(huán)流的抑制---在主回路上串入環(huán)流電抗器脈動環(huán)流是自然存在的，不能根除，只能通過在主回路中串環(huán)流電抗器來加以抑制，使其幅值減小。85

3．瞬時脈動環(huán)流的抑制措施但這只是對輸出電壓的平均值而言的，(3)環(huán)流電抗器的接法假設(shè)某時刻，電源A相的電位高B相的電位，根據(jù)晶閘管的單向?qū)щ娋€，存在如圖所示兩條環(huán)流回路。為什么要串四個環(huán)流電抗器？原因1：兩條環(huán)流回路。原因2：流過負載電流的環(huán)流電抗器因飽和而失去作用。電動機回路平波電抗器仍保留，以改善電樞電流的平滑性86

(3)環(huán)流電抗器的接法假設(shè)某時刻，電源A相的電位高B相的電思考題：2．環(huán)流有哪些種類？怎樣抑制環(huán)流？1．什么是環(huán)流？環(huán)流有什么優(yōu)點和缺點？87

思考題：2．環(huán)流有哪些種類？怎樣抑制環(huán)流？1．什么是環(huán)流？環(huán)§4.3有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)一．有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的定義§4.3.1配合控制有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)

在配合控制下，電樞可逆線路中雖然沒有直流平均環(huán)流，但有瞬時脈動環(huán)流，所以這樣的控制系統(tǒng)稱為有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)。由于脈動環(huán)流是自然存在的，所以又稱為自然環(huán)流系統(tǒng)。二．系統(tǒng)的構(gòu)成思想：雙閉環(huán)控制+配合控制88

§4.3有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)一．有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的定義§4①主電路構(gòu)成②控制電路采用典型的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制。③配合控制的體現(xiàn)。④電流反饋⑤電動機的轉(zhuǎn)向控制89

①主電路構(gòu)成②控制電路采用典型的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制。三．系統(tǒng)的工作過程分析（1）電動機停止狀態(tài)：（2）電動機正向啟動運行分析：VF處于整流工作狀態(tài)，電機正轉(zhuǎn)。VR處于待逆變狀態(tài)。90

三．系統(tǒng)的工作過程分析（1）電動機停止狀態(tài)：（2）電動機正1．什么是自然環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)？其構(gòu)成有何特點？2.配合控制中，VF與VR的觸發(fā)控制電壓、輸出直流電壓各有怎樣的關(guān)系？思考題：91

1．什么是自然環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)？其構(gòu)成有何特點？2.§4.3.2制動過程分析

可逆調(diào)速系統(tǒng)由正轉(zhuǎn)直接反向，則可看作是正向制動與反向啟動過程的銜接，所以只需對其正向制動過程加以分析。可逆調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)不可逆調(diào)速系統(tǒng)啟動過程分為電流上升、恒流升速、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)3個階段分為電流上升、恒流升速、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)3個階段停車過程無制動，自然停車有制動，快速停車92

§4.3.2制動過程分析可逆調(diào)速系統(tǒng)由正轉(zhuǎn)直§4.3.2制動過程分析一、制動過程的波形電機由正轉(zhuǎn)到停車過渡過程1。電流變化過程：正向電流電流反向，并升到最大值電流保持電流減小至零初如狀態(tài)為制動做準備主要制動過程轉(zhuǎn)速減至零，電流回零93

§4.3.2制動過程分析一、制動過程的波形電機由正轉(zhuǎn)到?！?.3.2制動過程分析一、制動過程的波形電機由正轉(zhuǎn)到停車過渡過程2。轉(zhuǎn)速變化過程：正向轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速減小轉(zhuǎn)速減小到零初如狀態(tài)電流反向后開始制動減速停車94

§4.3.2制動過程分析一、制動過程的波形電機由正轉(zhuǎn)到停§4.3.2制動過程分析3。能量轉(zhuǎn)換(1)平波電抗器：(3)晶閘管：當(dāng)電樞電流減小時，釋放磁場能；當(dāng)電樞電流增大時，儲存磁場能。(時段分析)(2)電動機：制動過程中，電機動能減小，轉(zhuǎn)化為電能送出，工作于發(fā)電狀態(tài)。電流為正時，VF工作；電流為負電VR工作(4)電樞電阻：消耗電能。整流狀態(tài)輸出能量，逆變狀態(tài)吸收能量。95

§4.3.2制動過程分析3。能量轉(zhuǎn)換(1)平波電抗器：(§4.3.2制動過程分析4。制動過程劃分(根據(jù)電流變化分)階段I：本組逆變階段正向電流減小，但尚未反向，無制動階段II：它組制動階段VF工作，電感釋放能量，VF逆變電流反向，產(chǎn)生制動作用，VR工作。階段II又分為三個子階段：II1：它組建流子階段II2：它組逆變子階段II3：反向減流子階段(制動準備)(主要制動過程)(停車前調(diào)整)96

§4.3.2制動過程分析4。制動過程劃分(根據(jù)電流變化分§4.3.2制動過程分析二、正向制動過程分析初始工作狀態(tài)：VF整流輸出能量轉(zhuǎn)化為電機的動能，VR待逆變97

§4.3.2制動過程分析二、正向制動過程分析初始工作狀態(tài)§4.3.2制動過程分析二、正向制動過程分析I本組逆變階段：正向電流減小，Ld釋放能量，經(jīng)VF逆變回饋電網(wǎng)。98

§4.3.2制動過程分析二、正向制動過程分析I本組逆變階§4.3.2制動過程分析二、正向制動過程分析II1它組建流子階段：電流反向增大，Ld儲存能量，VR整流輸出能量，電機動能減小，發(fā)電輸出能量。99

§4.3.2制動過程分析二、正向制動過程分析II1它組建§4.3.2制動過程分析二、正向制動過程分析II2它組逆變子階段：電流恒定，電機轉(zhuǎn)速下降，動能減小，發(fā)電輸出能量。VR逆變向電網(wǎng)回饋能量。100

§4.3.2制動過程分析二、正向制動過程分析II2它組逆§4.3.2制動過程分析二、正向制動過程分析II3反向減流子階段：恒流制動階段，電機的平衡方向為：隨著轉(zhuǎn)速下降，E和Udr同步減小，VR的逆變電壓減小為0時，平衡被打破，電流將不能再保持恒定，電流減小，進入II3子階段。II3反向減流子階段，VR逆變終止，轉(zhuǎn)速已接近于0，余下的動能轉(zhuǎn)換為電能，消耗在電阻上。轉(zhuǎn)速減為0時，電流也減為0，電機停車。101

§4.3.2制動過程分析二、正向制動過程分析II3反向減3．制動各階段維系電流Id的電壓源分別是什么？1．正向制動過程分為哪幾個階段？分別是哪組晶閘管在工作？處于什么工作狀態(tài)？2．制動過程各階段的主要能量轉(zhuǎn)換分別是什么？思考題：102

3．制動各階段維系電流Id的電壓源分別是什么？1．正向制動過§4.4邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的缺點：需要在主電路中串入四個環(huán)流電抗器，不經(jīng)濟；大容量系統(tǒng)中，環(huán)流電抗器的容量不容易滿足。無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)既沒有直流平均環(huán)流，也沒有瞬時脈動環(huán)流，不需要串入環(huán)流電抗器。常見無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)邏輯控制無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)錯位控制無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)兩大類103

§4.4邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的缺點：需§4.4.1邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的組成

1．什么是邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)？

當(dāng)一組晶閘管工作時，用邏輯電路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)，確保2組閘管不同時工作，從根本上切斷了環(huán)流的通路，這就是邏輯控制的無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)，簡稱“邏輯無環(huán)流系統(tǒng)”。沒有環(huán)流。任何時候中有一組晶閘管被觸發(fā)。關(guān)鍵部分：邏輯無環(huán)環(huán)流控制器104

§4.4.1邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的組成1．2．系統(tǒng)的組成和特點(1)主電路：兩組晶閘管并聯(lián)的可逆線路，無環(huán)流電抗器。(2)控制電路：雙閉環(huán)控制。(3)設(shè)置了無環(huán)流邏輯控制器DLC。105

2．系統(tǒng)的組成和特點(1)主電路：兩組晶閘管并聯(lián)的可逆線路，2．邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)在構(gòu)成上有什么特點？1．什么是邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)？思考題：106

2．邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)在構(gòu)成上有什么特點？1．什么是邏輯§4.4.2邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理

由于采用雙閉環(huán)控制，起動過程也分三個階段。制動過程與有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)相同，所不同的是：有環(huán)流系統(tǒng)兩組晶閘管都被觸發(fā)，一組工作時，另一組僅輸出電壓，處于待整流(或待逆變)狀態(tài)；邏輯無環(huán)流系統(tǒng)任何時候僅有一組晶閘管被觸發(fā)。主要分析邏輯無環(huán)環(huán)流控制器的控制原理107

§4.4.2邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理由于采用雙§4.4.2邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理

1．DLC的任務(wù)

在邏輯無環(huán)流系統(tǒng)中，DLC的主要任務(wù)是在正組晶閘管VF工作時封鎖反組脈沖，在反組晶閘管VF工作時封鎖正組脈沖，確保2組不會同時開放。DLC輸出的為邏輯信號，即高、低電平信號，用于控制觸發(fā)脈沖功放電路的使能端，輸出低電平信號時，表示允許工作。DLC控制狀態(tài)表如下：Ulf=0,Ulr=1

允許VF工作，VR被封鎖Ulf=1,Ulr=0

允許VR工作，VF被封鎖

任何時候，Ulf和Ulr都不能同時為低電平。108

§4.4.2邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理1．DLC§4.4.2邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理

2．DLC控制功能的實現(xiàn)(1)DLC輸入信號的選擇

轉(zhuǎn)速給定為正時，Ui*<0，電機正轉(zhuǎn)，應(yīng)該VF工作，即Ulf=0,Ulr=1

當(dāng)電機由正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)時，Ui*由負變正，工作的晶閘管應(yīng)由VF換為VR，何時切換呢？即DLC的切換指令何時發(fā)出呢？VF逆變結(jié)束，正向電流減小為0時切換!

轉(zhuǎn)速給定為負時，Ui*>0，電機反轉(zhuǎn)，應(yīng)該VR工作，即Ulf=1,Ulr=0

所以，Ui*的極性決定了該讓哪一組晶閘管工作，即決定了DLC輸出命令的內(nèi)容。

所以，電樞電流減小為零時DLC才能發(fā)出切換指令。109

§4.4.2邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理2．DLC§4.4.2邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理

2．DLC控制功能的實現(xiàn)(1)DLC輸入信號的選擇DLC的輸入有兩個：電流給定信號Ui*

、零電流檢測信號Uio

Ui*<0

：Ulf=0,Ulr=1Ui*的極性決定DLC輸出命令的內(nèi)容，Ui0決定命令發(fā)出的時刻。

Ui*>0

：Ulf=1,Ulr=0(2)DLC的控制時序DLC封鎖一組脈沖和開放另一組脈沖不是同時進行的，需經(jīng)過2個延時才完成控制切換。110

§4.4.2邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理2．DLC(2)DLC的控制時序(以電機由正轉(zhuǎn)切換到反轉(zhuǎn)為例)

封鎖延時：當(dāng)檢測到電樞電流減小到零時，延時t1時間后，封鎖VF

開放延時：封鎖VF后，再延時t2時間后，開放VR。3．對DLC的要求：③任何情況下都不允許對2組脈沖同時施加開放信號。①由Ui*和Ui0共同完成邏輯切換，Ui*的極性決定DLC控制命令的內(nèi)容，Ui0為零決定控制命令發(fā)出的時刻。②發(fā)出切換命令后，須經(jīng)過封鎖延時t1才能封鎖原導(dǎo)通組脈沖，再經(jīng)過開放延時t2后，才能開放另一組脈沖。111

(2)DLC的控制時序(以電機由正轉(zhuǎn)切換到反轉(zhuǎn)為例思考題：3．寫出DLC輸出狀態(tài)真值表及其表達的控制含義？1．邏輯無環(huán)流系統(tǒng)中，DLC的任務(wù)是什么？2．為實現(xiàn)DLC的控制作用，在功能上對DLC有什么具體要求？112

思考題：3．寫出DLC輸出狀態(tài)真值表及其表達的控制含義？1．§4.4.3邏輯控制器DLC構(gòu)成

根據(jù)對邏輯控制器DLC的要求，它由4部分組成，即電平檢測環(huán)節(jié)、邏輯判斷環(huán)節(jié)、延時電路環(huán)節(jié)及聯(lián)鎖保護環(huán)節(jié)。113

§4.4.3邏輯控制器DLC構(gòu)成根據(jù)對邏輯控制器DLC2．邏輯判斷環(huán)節(jié)邏輯判斷環(huán)節(jié)的任務(wù)是根據(jù)轉(zhuǎn)矩極性鑒別和零電平檢測的輸出UM和UI狀態(tài)，正確地判斷晶閘管的觸發(fā)脈沖是否需要進行切換及切換條件是否具備。1．電平檢測完成對輸入量的模/數(shù)轉(zhuǎn)換。

3．延時環(huán)節(jié)用于實現(xiàn)封鎖延時t1和開放延時t2。4．聯(lián)鎖保護環(huán)節(jié)保證2組晶閘管不能同時開放。114

2．邏輯判斷環(huán)節(jié)邏輯判斷環(huán)節(jié)的任務(wù)是根據(jù)轉(zhuǎn)矩極性鑒別和零電平電平檢測包括2個模/數(shù)轉(zhuǎn)換器：對轉(zhuǎn)換的稱為轉(zhuǎn)矩極性鑒別器轉(zhuǎn)換的稱為零電流檢測器。

對轉(zhuǎn)矩極性鑒別器及其輸入—輸出特性：115

電平檢測包括2個模/數(shù)轉(zhuǎn)換器：對轉(zhuǎn)換的稱為轉(zhuǎn)矩極性鑒別器轉(zhuǎn)換零電流檢測器及其輸入—