第四章可逆直流調(diào)速系統(tǒng)分解

第四章

可逆直流調(diào)速系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中，許多生產(chǎn)機(jī)械不僅要求調(diào)速系統(tǒng)能夠完成調(diào)速任務(wù)，而且還要求系統(tǒng)能夠可逆運(yùn)轉(zhuǎn)，有些生產(chǎn)機(jī)械雖不要求可逆運(yùn)行，但亦要求能進(jìn)行快速電氣制動(dòng)。從直流電動(dòng)機(jī)的工作原理可知，要使其制動(dòng)或改變旋轉(zhuǎn)方向，就必須改變電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向。將能夠改變直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩方向的系統(tǒng)，稱為可逆調(diào)速系統(tǒng)。本章將介紹兩類可逆控制方式：晶閘管-電動(dòng)機(jī)可逆調(diào)速系統(tǒng)（

V-M

可逆系統(tǒng)）及直流脈寬可逆調(diào)速系統(tǒng)（

PWM 可逆系統(tǒng)）。4.1

晶閘管-電動(dòng)機(jī)可逆調(diào)速系統(tǒng)（V-M

可逆系統(tǒng)）4.1.1晶閘管-電動(dòng)機(jī)可逆調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)Te

?

C

m

Φd

Id可根據(jù)直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩公式知，改變電磁轉(zhuǎn)矩方向有兩種方案：保持磁場(chǎng)方向不變，通過改變電樞電壓極性使電流反向?qū)崿F(xiàn)可逆運(yùn)行的系統(tǒng)，稱為電樞可逆系統(tǒng)；保持電樞電壓極性不變，通過改變勵(lì)磁電流方向?qū)崿F(xiàn)可逆運(yùn)行的系統(tǒng)，稱為磁場(chǎng)可逆系統(tǒng)。1.可逆運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)方法可逆運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)方法多種多樣，不同的生產(chǎn)機(jī)械可根據(jù)各自的要求去選擇，在圖4-1兩組晶閘管供電的可逆電路要求頻繁快速正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械，目前廣泛采用的是兩組晶閘管整流裝置構(gòu)成的可逆線路，如圖4-1所示。一組供給正向電流，稱之為VF組，另一組供給反向電流，稱之為VR組。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，由正組VF供電；反轉(zhuǎn)時(shí)則由反組VR供電。兩組晶閘管分別由兩套觸發(fā)脈沖控制，靈活地控制直流電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)和

調(diào)速。但不允許兩組晶閘管同時(shí)處于整流狀態(tài)，否則將造成電源短路。為此對(duì)控制電路提出了

嚴(yán)格的要求。對(duì)于由兩組變流裝置構(gòu)成的可逆

線路，按接線方式不同又可分為反并聯(lián)連接和

交叉連接兩種線路。由圖4-2可見，交叉連接和反并聯(lián)連接在本質(zhì)上沒有顯著的差別，不同的是，反并聯(lián)連接的兩組晶閘管變流裝置的供電電源是共同的；交叉連接的兩組晶閘管變流裝置的供電電源是圖4-2三相橋式電樞可逆線路彼此獨(dú)立的，或是一臺(tái)變壓器的兩套副繞組。兩個(gè)電源可以同相位，或者反相位，也可以相差30?（即一組副繞組丫接，一組副繞組?接）。這樣在容量較大的設(shè)備上可實(shí)現(xiàn)多相整流，以

減小晶閘管變流裝置對(duì)電網(wǎng)波形畸變的影響。另外，交叉連接中，環(huán)流電抗器只需要兩個(gè)，而反并聯(lián)連

接中卻要四個(gè)。但由于反并聯(lián)連接只需一個(gè)電源，

變壓器利用率高、接線簡(jiǎn)單，目前在要求頻繁快速

起、制動(dòng)的中、小容量的生產(chǎn)機(jī)械上采用電樞反并

聯(lián)線路較多。2.電樞可逆系統(tǒng)及磁場(chǎng)可逆系統(tǒng)的比較由晶閘管供電的直流調(diào)速系統(tǒng)，直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁功率約為電機(jī)額定功率的3%～5%。反接勵(lì)磁所需的兩組晶閘管變流裝置的容量，比在電樞可逆系統(tǒng)中所用晶閘管變流裝置要小得多，從而可節(jié)省設(shè)備投資。但由于勵(lì)磁回路電感大，時(shí)間常數(shù)較大，系統(tǒng)的快速性很差。而且反轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)磁通減小時(shí)，應(yīng)切斷電樞電壓，以免產(chǎn)生原來方向的轉(zhuǎn)矩阻礙反向，此外要避免發(fā)生飛車現(xiàn)象。這樣就增加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。此外對(duì)于中、小型系統(tǒng)，以電樞回路中省去

一套晶閘管變流裝置的價(jià)格，往往不足以補(bǔ)償在

磁場(chǎng)可逆系統(tǒng)中增設(shè)的兩套晶閘管及控制回路復(fù)

雜化所增加的投資。因此，只有當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量相

當(dāng)大，而且對(duì)快速性要求又不高時(shí)，才考慮采用

磁場(chǎng)可逆系統(tǒng)。從考慮快速性和控制回路簡(jiǎn)單的

角度出發(fā)，大多數(shù)設(shè)備以采用電樞可逆系統(tǒng)為宜，為此本章僅對(duì)電樞可逆系統(tǒng)進(jìn)行分析。4.1.2電樞可逆系統(tǒng)中的環(huán)流由兩組晶閘管變流裝置組成的電樞可逆系統(tǒng)中，除了流經(jīng)電樞支路的負(fù)載電流之外，還有一個(gè)只流經(jīng)兩組晶閘管變流裝置之間的電流，這個(gè)電流稱作環(huán)流。環(huán)流具有兩重性:、它增加了晶閘管變流裝置的負(fù)擔(dān)，環(huán)流太大時(shí)甚至?xí)?dǎo)致晶閘管損壞，應(yīng)該加以限制；、可以利用環(huán)流作為流過晶閘管的基本負(fù)載電流，即使在電動(dòng)機(jī)空載時(shí)也可以使晶閘管裝置工作在電流

連續(xù)區(qū)，避免了電流斷續(xù)引起的非線性對(duì)系統(tǒng)靜、動(dòng)

態(tài)性能的影響。環(huán)流可以分為靜態(tài)環(huán)流及動(dòng)態(tài)環(huán)流兩大類。當(dāng)可逆線路在一定的控制角下穩(wěn)定工作時(shí)，所出現(xiàn)的環(huán)流稱為靜態(tài)環(huán)流，靜態(tài)環(huán)流又可分為直流平均環(huán)流和瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流。只在系統(tǒng)處于過渡過程中，由于晶閘管觸發(fā)相位發(fā)生突然改變時(shí)出現(xiàn)的環(huán)流，叫做動(dòng)態(tài)環(huán)流。下面將進(jìn)一步討論靜態(tài)環(huán)流問題，在此基礎(chǔ)上引出幾種典型的可逆調(diào)速系統(tǒng)。1.直流平均環(huán)流的處理由于兩組晶閘管變流裝置輸出直流平均電壓不相等引起的環(huán)流稱為直流平均環(huán)流。如果正組

VF及反組VR同時(shí)處于整流狀態(tài)，就將形成所謂的直流平均環(huán)流，這種環(huán)流通過VF及VR將電源兩相直接短路，會(huì)造成設(shè)備損壞。為了避免電源短路和確保不產(chǎn)生直流平均環(huán)流，有兩種辦法可循：一種辦法是在一組晶閘管工作時(shí)，用邏輯裝置封鎖另一組晶閘管裝置的觸發(fā)脈沖，從根本上切斷

環(huán)流通路，這稱為邏輯無環(huán)流系統(tǒng)。另一種辦法是

在一組晶閘管裝置在整流狀態(tài)下工作時(shí)，讓另一組

晶閘管裝置的觸發(fā)脈沖處于逆變位置，亦即工作在

待逆變狀態(tài)，此時(shí)，兩組變流裝置的整流電壓U

d?和逆變電壓U

d?在環(huán)流回路內(nèi)極性相反，如果在任何

時(shí)刻都能滿足下列條件：U

d?

f

?

U

d?r或者U

d?r

?

U

d?f（4-1）則兩組變流裝置之間，就不會(huì)出現(xiàn)直流環(huán)流。式（4-1）的關(guān)系還可概括為???的關(guān)系。這種使整流組與待逆變組之間始終保持???的關(guān)系，以消除直流平均環(huán)流的控制方法，稱為配合控制。當(dāng)采用???配合控制圖4-3可逆系統(tǒng)的移相控制特性較容易，此時(shí)系統(tǒng)的移相控制特性如圖4-3所示。為了防止晶閘管在逆變狀態(tài)工作時(shí)因逆變角?太小，出現(xiàn)“逆變顛覆”現(xiàn)象，必須對(duì)最小逆變角?min加以限制。為了嚴(yán)格保持配合控制，對(duì)?min

也要加以??min

。限制，使?min由以上分析可知，圖4-3所示系統(tǒng)的移相控制特性，可以保證系統(tǒng)在各種運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，始終維持???的關(guān)系，從而避免出現(xiàn)直流平均環(huán)流。實(shí)踐中，還可以通過適當(dāng)控制使線路中存在少量直流平均環(huán)流，因?yàn)樗芷鸬礁纳葡到y(tǒng)靜、動(dòng)態(tài)性能的作用。2.瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流的抑制采用???配合工作制可以消除直流平均環(huán)

流，但仍有瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流存在。這是由于晶閘管

整流裝置的輸出電壓是脈動(dòng)的，整流組輸出電壓

和逆變組輸出電壓的瞬時(shí)值并不相等，當(dāng)整流組

輸出電壓瞬時(shí)值大于逆變組輸出電壓瞬時(shí)值時(shí)，

便產(chǎn)生正向瞬時(shí)電壓差，從而產(chǎn)生瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流。該環(huán)流對(duì)系統(tǒng)一般來說是不利的，應(yīng)當(dāng)加以限制。通常采用的抑制方法是在環(huán)流回路中串入環(huán)流電

抗器。4.1.3有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)在???工作制配合控制下，可逆線路中沒有直流平均環(huán)流，但始終存在瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流，這樣的系統(tǒng)稱為有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)，它又可分為自然環(huán)流系統(tǒng)和可控環(huán)流系統(tǒng)。1.自然環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)（1）系統(tǒng)組成原理如圖4-4所示，這種系統(tǒng)采用了典型的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制方案，為適應(yīng)可逆運(yùn)行的要求，與已介紹的不可逆調(diào)速系統(tǒng)所不同的是：圖4-4自然環(huán)流系統(tǒng)原理圖1）具有正、反向轉(zhuǎn)速給定信號(hào)。2

）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR和電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出端，均應(yīng)設(shè)置雙向限幅裝置。n

和電流反饋信號(hào)U

i3

）轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)U應(yīng)反映電機(jī)的轉(zhuǎn)向和主回路電流的極性。4

）觸發(fā)裝置GTF和GTR分別向正組和反組晶閘管提供觸發(fā)脈沖。如果采用鋸齒波移相的觸發(fā)器，其移相控制特性是線性的。C

1以抑制瞬時(shí)脈C

45

）引入環(huán)流電抗器L

~

L動(dòng)環(huán)流。n電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速給定值U

*為正值，經(jīng)ASR使ACR輸出移相控制信號(hào)uct為“+”，GTF輸出?

90?觸發(fā)脈沖?

f

，正組VF

處于整流狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)正經(jīng)反號(hào)器AR使反組觸發(fā)器向運(yùn)轉(zhuǎn)。與此相對(duì)應(yīng)u，ctGTR的移相控制信號(hào)u

ct為“-”，反組輸出的觸發(fā)脈沖?r

?90?，且?f??r

，反組VR處于待逆變狀態(tài)。由于系統(tǒng)在???配合控制工作制下工作，系統(tǒng)無直流平均環(huán)流。而系統(tǒng)中的脈動(dòng)環(huán)流，由環(huán)流電抗器LC

1

～

LC

4限制。（2）制動(dòng)過程分析雙閉環(huán)可逆調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過程與雙閉環(huán)不可

逆調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過程相同。當(dāng)一組變流裝置處

于整流狀態(tài)時(shí)，另一組處于待逆變狀態(tài)，這并不

影響整流組和電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。但可逆系統(tǒng)的

制動(dòng)過程卻與不可逆系統(tǒng)有顯著的區(qū)別。整個(gè)制

動(dòng)過程可根據(jù)電流方向的不同分成兩個(gè)主要階段：本橋逆變階段和他橋制動(dòng)階段。1)本橋（VF

）逆變階段在本橋逆變過程中，電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)E與主回路電流方向相反，電動(dòng)機(jī)仍然處于電動(dòng)狀態(tài)。系統(tǒng)各量變化如圖4-5中第I段。2)他橋（VR

）制動(dòng)階段主回路電流下降到零之后，本橋逆變結(jié)束，主回路電流由本橋（正組VF

）轉(zhuǎn)到他橋（反組VR

）。系統(tǒng)由本橋逆變轉(zhuǎn)入他橋制動(dòng)階段。在他橋投入工作后，根據(jù)系統(tǒng)中各物理量的變化情況，又分為以下幾個(gè)階段：(1)他橋（VR

）建流階段；(2)他橋（VR

）逆變階段

(3)反接制動(dòng)階段圖4-5自然環(huán)流系統(tǒng)制動(dòng)過程波形2.可控環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)從變流裝置的設(shè)備容量、有功或無功損耗和系統(tǒng)的安全等角度來看，無論是直流平均環(huán)流，還是瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流，都不是我們所希望的。但是環(huán)流還有其有利的一面，它的存在可防止晶閘管變流裝置的電流斷續(xù)，保證過渡特性平滑。為此又提出一種給定環(huán)流系統(tǒng)，即在兩套晶閘管變流裝置之間，保留一個(gè)較小的恒定直流環(huán)流，使電動(dòng)機(jī)在輕載時(shí)電流連續(xù)、靜特性平滑。但是理想的環(huán)流變化規(guī)律是輕載時(shí)有些環(huán)流，保證電流連續(xù)；而當(dāng)負(fù)載大到一定數(shù)值以后使環(huán)流減少到零。亦即環(huán)流隨負(fù)載變化，隨著負(fù)載增加而逐漸減少到零（負(fù)載大時(shí)有環(huán)流是有害而無利

的）。在這種思想指導(dǎo)下，又出現(xiàn)了可控環(huán)流系統(tǒng)。實(shí)際上有幾種可控環(huán)流線路，其中以交叉反饋系統(tǒng)最為實(shí)用，如圖4-6所示。圖4-6交叉反饋可控環(huán)流系統(tǒng)圖4-6與圖4-4所示的然環(huán)流系統(tǒng)的主要區(qū)別是：（1）主回路采用交叉連接線路。變壓器有兩個(gè)副繞組，其中一組接成丫形，另一組接成?形。（2）在交叉反饋可控環(huán)流系統(tǒng)中，除了轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR和電樞電流調(diào)節(jié)器ACR之外，還設(shè)有兩個(gè)環(huán)流調(diào)節(jié)器1ALR和2ALR。由圖4-6可知，該系統(tǒng)的電樞電流調(diào)節(jié)與環(huán)流調(diào)節(jié)是各自獨(dú)立進(jìn)行的。各調(diào)節(jié)環(huán)的參數(shù)可以根據(jù)各自調(diào)節(jié)對(duì)象進(jìn)行選擇，從而獲得較為理想的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。圖4-6交叉反饋可控環(huán)流系統(tǒng)圖4-4自然環(huán)流系統(tǒng)原理圖此時(shí)1ALR的給定信號(hào)只有?U

cf，并且1ALR的比例系數(shù)為+1，故其輸出uct1

為正值。觸發(fā)器GTF輸出觸發(fā)脈沖出現(xiàn)在小于90?位置，正組VF處于整流狀態(tài)；

2ALR的給定信號(hào)只有?U

cr

，由于其比例系數(shù)為?1，故輸出uct2

亦為正值，觸發(fā)器GTR輸出觸發(fā)脈沖也出現(xiàn)在小于90?位置，反組VR也處于整流狀態(tài)。如果系統(tǒng)參數(shù)完全對(duì)稱，環(huán)流給定信號(hào)的絕對(duì)值相等，且

數(shù)值較小，那么此時(shí)VF和VR均處于微導(dǎo)通的整流狀f

r

cI?I?I*

，此時(shí)態(tài)，并輸出相等的直流環(huán)流，即的環(huán)流值為最大值。當(dāng)轉(zhuǎn)速給定U

*

?0時(shí)，ASR和ACR的輸出均為零。n*ni電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)速給定U

*為正，ASR輸出UiLU*

為正，致使1ALR的輸入正向增為負(fù)，ACR的輸出加，+uct1增加，正組VF觸發(fā)脈沖由零位往前移，使U

d?f增加；2ALR的輸入信號(hào)也正向增加，但由于2ALR是反相器，故其輸出uct2由正值減小，甚至變成負(fù)值。反組VR的觸發(fā)脈沖由零位后移，甚至進(jìn)入逆變位置，但反組的逆變電壓U

d?r小于正組的整流電壓U

d?f

。因此，在兩組變流裝置之間仍然存在著由正組流向反組的直流環(huán)流Ic

。此時(shí)正組變流裝置If

?

Id

?

Ic輸出電流 ，反組變流裝置輸出電?Ic

，電動(dòng)機(jī)的電樞電流為Id流

Ir

?

If

?

Ir

。4.1.4無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)在有環(huán)流系統(tǒng)中，不僅系統(tǒng)的過渡特性平滑，而且由于兩組晶閘管變流裝置同時(shí)工作，兩組變流裝置之間切換時(shí)不存在控制死區(qū)。因而，除系統(tǒng)過渡特性更加平滑之外，還有快速性能好的優(yōu)點(diǎn)。但是在有環(huán)流系統(tǒng)中、需設(shè)置笨重而價(jià)格昂貴的環(huán)流電抗器，而且環(huán)流將造成額外的有功和無功損耗，因此除工藝對(duì)過渡特性平滑性要求較高及對(duì)過渡過程要求快的系統(tǒng)采用有環(huán)流系統(tǒng)之外，一般多采用無環(huán)流系統(tǒng)。依據(jù)實(shí)現(xiàn)無環(huán)流原理的不同，無環(huán)流可逆系統(tǒng)可分為兩種：邏輯控制無環(huán)流系統(tǒng)和錯(cuò)位控制無環(huán)流系統(tǒng)。錯(cuò)位控制無環(huán)流系統(tǒng)的基本控制思路借用???配合控制的有環(huán)流系統(tǒng)的控制，當(dāng)一組晶閘管整流時(shí)，讓另一組晶閘管處于待逆變狀態(tài)，但是兩組觸發(fā)脈沖的零位錯(cuò)開得比較遠(yuǎn)，徹底杜絕了脈動(dòng)環(huán)流的產(chǎn)生；而邏輯控制無環(huán)流系統(tǒng)的特點(diǎn)是，當(dāng)一組晶閘管變流裝置工作時(shí)，用邏輯裝置封鎖另一組晶閘管變流裝置的觸發(fā)脈沖，使其完全處于阻斷狀態(tài)，從而根本上切斷了環(huán)流通路。1.邏輯控制無環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)（1）邏輯無環(huán)流系統(tǒng)組成及特點(diǎn)圖4-7是邏輯控制的無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的一種典型結(jié)構(gòu)，其主電路采用兩組晶閘管裝置反并聯(lián)線路，由于沒有環(huán)流，無需再設(shè)置環(huán)流電抗器，但為了抑制

負(fù)載電流的脈動(dòng)并保證在正常穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)電流波形的

連續(xù)，仍需保留平波電抗器?？刂葡到y(tǒng)仍采用典型的

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，除了增加無環(huán)流邏輯控制器

DLC及省去主電路的環(huán)流電抗器之外，該系統(tǒng)與配合

控制有環(huán)流系統(tǒng)完全相同。圖4-7邏輯控制的無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)原理圖（2）無環(huán)流系統(tǒng)對(duì)邏輯控制器的要求在任何情況下，兩組晶閘管裝置絕對(duì)不允許同時(shí)加觸發(fā)脈沖。一組晶閘管變流裝置工作時(shí)，另一組的觸發(fā)脈沖必須嚴(yán)格封鎖；i用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出的電流給定信號(hào)U

*

作為轉(zhuǎn)矩極性鑒別信號(hào)，以其極性來決定開放哪一組晶閘管的觸發(fā)脈沖。但必須等到零電流檢測(cè)器給出的零電流信號(hào)為零以后，方可正式發(fā)出邏輯切換指令；發(fā)出邏輯切換指令之后，要經(jīng)過2～3ms的封鎖延時(shí)，封鎖原導(dǎo)通組的觸發(fā)脈沖，而后再經(jīng)過5～7ms左右的開放延時(shí)，再開放原封鎖組的觸發(fā)脈沖；為保證兩組脈沖絕對(duì)可靠工作，還應(yīng)設(shè)置保護(hù)環(huán)節(jié)，以防止兩組脈沖同時(shí)出現(xiàn)而造成電源短路。（3）無環(huán)流邏輯控制器的實(shí)現(xiàn)根據(jù)上述要求，DLC的結(jié)構(gòu)及其輸入、輸出信號(hào)如圖4-8所示。圖4-8無環(huán)流邏輯控制器的構(gòu)成輸入信號(hào)是轉(zhuǎn)矩極性鑒別信號(hào)U

*和零電流信i號(hào)檢測(cè)信號(hào)U

i0

，輸出信號(hào)是封鎖正組晶閘管觸發(fā)脈沖信號(hào)U

blf及封鎖反組晶閘管觸發(fā)脈沖信

號(hào)U

blr。從功能上來看，邏輯裝置可分為電平檢測(cè)、邏輯判斷、延時(shí)電路和聯(lián)鎖保護(hù)四個(gè)部分。邏輯裝置本身的具體線路可以各式各樣，但其輸入、輸出信號(hào)的性質(zhì)和邏輯裝置本身所具有的功能是相同的。（4）邏輯無環(huán)流系統(tǒng)的改進(jìn)措施與有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)相比，邏輯控制的無環(huán)流電樞可逆調(diào)速系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：不需要設(shè)置環(huán)流電抗器，沒有附加的環(huán)流損耗和減少了變壓器和晶閘管變流裝置的設(shè)備容量。如果邏輯裝置動(dòng)作可靠，因換流失敗而造成的事故比有環(huán)流系統(tǒng)要低。該系統(tǒng)的不足之處是由于延時(shí)造成了換向死區(qū)，影響過渡過程的快速性。邏輯無環(huán)流系統(tǒng)的另一個(gè)問題是在電流換向后有時(shí)會(huì)有較大的反向沖擊電流。為了限制電流沖擊，可以利用邏輯切換的機(jī)會(huì)，人為地在待工作組電流調(diào)節(jié)器輸入端暫時(shí)加上一個(gè)與U

i極性相同的信號(hào)U

?，把待工作組的逆變角推到?min，使他橋制動(dòng)一開始就進(jìn)入他橋逆變階段，

即反組VR在逆變狀態(tài)下投入工作，逆變電勢(shì)與電機(jī)反電勢(shì)極性相反，沖擊電流自然就小多了，這對(duì)系統(tǒng)是有利的。U

?信號(hào)可由DLC發(fā)出，俗稱“推?”信號(hào)。加入“推?”信號(hào)后，沖擊電流沒有了，但卻大大延長(zhǎng)了電流換向死區(qū)。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)切換前的轉(zhuǎn)速所決定的反電動(dòng)勢(shì)一般都低于?min所對(duì)應(yīng)的最大逆變電壓，待工作組在?=?min下投入運(yùn)行，此時(shí)的逆變電壓必將大于電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)，不可能建立反向電流。一直等到uct

數(shù)值降低，脈沖前移使Ud?r?

E時(shí)，才開始建立反向電流，脈沖由?min移到能建立電流這一段時(shí)間大大延長(zhǎng)了電流換向死區(qū)。為了減少電流換向死區(qū)，可采用具有電勢(shì)記憶環(huán)節(jié)的有準(zhǔn)備切換的邏輯無環(huán)流系統(tǒng)，其基本方法是：待工作組變流裝置的?角在切換前不是等在?min處，而是直接推到與電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)相等的逆變電壓的位置，使待工作組在逆變狀態(tài)下投入工作，由于其逆變電壓和電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)大小相等，方向相反，從而可以做到既無電流沖擊，又能很快建立反向電流。這種系統(tǒng)需要記憶切換瞬間電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)的大小，以便進(jìn)行有準(zhǔn)備切換。2.錯(cuò)位控制無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)錯(cuò)位無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)和邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)一樣，在運(yùn)行過程中既無直流環(huán)流，也無脈動(dòng)環(huán)流，但二者消除環(huán)流的方法不同。后者是用邏輯切換裝置開放一組變流裝置的脈沖，封鎖另一組變流裝置的脈沖，采用從根本上切斷環(huán)流通路的方法實(shí)現(xiàn)無環(huán)流；前者和有環(huán)流系統(tǒng)一樣，當(dāng)一組變流裝置處于整流狀態(tài)時(shí)，另一組處于待逆變狀態(tài)，而用兩組脈沖錯(cuò)開較遠(yuǎn)的方法實(shí)現(xiàn)無環(huán)流。4.2

可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)（PWM

可逆系統(tǒng)）可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)主電路的結(jié)構(gòu)形式有H形，T形等類型。這里僅介紹常用的H形變換器，它是由四個(gè)功率開關(guān)器件及相應(yīng)的續(xù)流二極管構(gòu)成的橋式電路。其控制方式可分雙極式、單極式和受限單極式三種。變換器的電路1.雙極式H

形可逆PWM

變換器圖4-9給出了雙極式H

形可逆PWM圖。圖4-9雙極式H型PWM變換電路圖四個(gè)功率開關(guān)器件（這里使用的是IGBT

）分為兩組，VT1和VT4同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷，其控制電g

4；VT2和VT3同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷，其控制壓U

g1

?U?

U

g

3電壓U

g

2

?

?U

g1

。所謂雙極式控制方式是指在一個(gè)開關(guān)周期中，輸出電壓的極性會(huì)有一次變化。即AB?U

sU ?

???

U

s?0

?

t?

t

?on?ton

?

t?

T

?在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，當(dāng)0?t?ton

時(shí)，U

g1和U

g

4為正，VT1和VT4導(dǎo)通；U

g

2和U

g

3

為負(fù)，VT2和?

UVT3

截止。這時(shí)

u

AB s

，電樞電流

id

沿回路1流g

4

變負(fù)，VT1和VT4截g1

和U通。當(dāng)ton

?t?T