可逆調(diào)速系統(tǒng)和位置隨動(dòng)系統(tǒng)

可逆調(diào)速系統(tǒng)和位置隨動(dòng)系統(tǒng)第1頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一

一、可逆直流調(diào)速系統(tǒng)單片微機(jī)控制的PWM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的可逆線路及其環(huán)流有環(huán)流控制的可逆晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)無環(huán)流控制的可逆晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)第2頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一

1.單片微機(jī)控制的PWM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)

第3頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一2.晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的

可逆線路及其環(huán)流較多應(yīng)用的是兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆線路這種線路可以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行這種線路的重要問題——環(huán)流第4頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆線路MVRVFId-Id+--+--第5頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一兩組晶閘管裝置的可逆運(yùn)行模式

正組晶閘管裝置VF整流—正向電動(dòng)運(yùn)行(I)反組晶閘管裝置VR整流—反向電動(dòng)運(yùn)行(III)正組VF逆變—反向回饋制動(dòng)(IV)反組VR逆變—正向回饋制動(dòng)(II)實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行

第6頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一V-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第7頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一可逆V-M系統(tǒng)中的環(huán)流問題

采用兩組晶閘管反并聯(lián)的可逆V-M系統(tǒng)，如果兩組裝置的整流電壓同時(shí)出現(xiàn)，便會(huì)產(chǎn)生不流過負(fù)載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流，稱作環(huán)流。第8頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一環(huán)流的形成MVRVFUd0fId+--+Ud0rIcRrecRrecRa--~~Ic—環(huán)流Id—負(fù)載電流

第9頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一環(huán)流的分類（1）靜態(tài)環(huán)流直流平均環(huán)流瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流（2）動(dòng)態(tài)環(huán)流第10頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一環(huán)流的危害和利用危害：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)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：合理地控制環(huán)流，保證晶閘管安全工作，即可利用環(huán)流作為流過晶閘管的基本負(fù)載電流，使電動(dòng)機(jī)在空載或輕載時(shí)也能工作在晶閘管裝置的電流連續(xù)區(qū)，以避免電流斷續(xù)引起的非線性對系統(tǒng)性能的影響。第11頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一3.=

配合控制的有環(huán)流可逆V-M系統(tǒng)MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUc----第12頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一

直流平均環(huán)流與配合控制

如果正組VF和反組VR同時(shí)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。為了防止直流平均環(huán)流的產(chǎn)生，可采取的措施如下：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——無環(huán)流系統(tǒng)。采用配合控制，當(dāng)一組晶閘管裝置工作在整流狀態(tài)時(shí)，另一組工作在逆變狀態(tài)，則消除了直流平均環(huán)流，但仍有脈動(dòng)環(huán)流——有環(huán)流系統(tǒng)。第13頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一=

配合控制電路MVRVFRrecRrec-1ARGTRGTFUcRa第14頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一最小逆變角限制

為了防止“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)，對角也實(shí)施min保護(hù)，以免出現(xiàn)直流平均環(huán)流。一般取第15頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一瞬時(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)流卻是自然存在的。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。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%來設(shè)計(jì)。第16頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一制動(dòng)過程分析IIIttt000Id

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III第17頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一I.本組逆變階段II.它組反接制動(dòng)階段III.它組逆變回饋制動(dòng)階段有環(huán)流控制可逆系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是反向快、過渡過程平滑，但須設(shè)置多個(gè)環(huán)流電抗器。第18頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一4.無環(huán)流控制的可逆V-M系統(tǒng)

當(dāng)無環(huán)流控制可逆系統(tǒng)的一組晶閘管工作時(shí)，另一組被封鎖，完全處于阻斷狀態(tài)，從根本上切斷了環(huán)流通路，既沒有直流平均環(huán)流，又沒有瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流。第19頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一

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)又有兩大類：（1）邏輯控制無環(huán)流系統(tǒng)（2）錯(cuò)位控制無環(huán)流系統(tǒng)第20頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一邏輯控制的無環(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，從根本上切斷環(huán)流的通路，這就是邏輯控制的無環(huán)流可逆系統(tǒng)。第21頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一錯(cuò)位控制的無環(huán)流可逆系統(tǒng)

采用正反兩組配合控制，但兩組脈沖的關(guān)系是r+f

=300°，甚至是r+f

=360°，也就是說，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。

第22頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一二、位置隨動(dòng)系統(tǒng)

位置隨動(dòng)系統(tǒng)的被控制量是負(fù)載機(jī)械的線位移或角位移，當(dāng)位置給定量任意變化時(shí)，要求輸出量快速而準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)給定量的變化。廣義的隨動(dòng)系統(tǒng)輸出量可以是其他物理量，只要是“輸出量快速而準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)給定量”，就叫做隨動(dòng)系統(tǒng)。隨動(dòng)系統(tǒng)又稱“伺服系統(tǒng)”。第23頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一

位置隨動(dòng)系統(tǒng)的組成