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本章提要 脉宽调制变换器 直流脉宽调速系统的机械特性 V M 直流调速系统通过调节触发装置 GT 的控制电压来移动触发脉冲的相位 即可改变整流电 压 U d 从而实现平滑调速 与 G M 系统相比 V M 系统有很多优越性 但它也有缺点 电流是脉动的 产生谐波分量 尤其在低速时 因此需要加平波电抗器 设备投入大 体 积增加 同时电感大又限制了系统的快速性 当系统在较低速运行时 晶闸管的导通角很小 使系统的功率因素很低 并产生较大的谐 波电流 引起电网电压波形畸变殃及附近的用电设备 也限制了调速范围 对过电压 过电流敏感 要注意保护 直流 PWM 调速系统优点 主电路简单 不用电抗器 用电机本身的电感 从而获得脉动很小的直流电流 开关频率高 电枢电流容易连续 无电流断续问题 系统的低速运行平稳 调速范围较宽 频带宽 响应快 功率因数高 电流和电压永远相同 无无功功率问题 PWM 调速系统和 V M 调速系统主要区别在主电路和 PWM 控制电路 闭环控制系统以及静 动 态分析和设计基本一样 PWM 脉宽调速系统的主电路采用脉宽调制变换器 4 14 1 脉宽调制变换器脉宽调制变换器 一 不可逆一 不可逆 PWMPWM 变换器变换器 电机两端得到的平均电压为 式中 ton T 为 PWM 波形的占空比 改变 0 0时 t on T 2 Ud 电机正转 当 0时 t on T 2 Ud 电机反转 当 0时 ton T 2 电机停止 注意 当电机停止时电枢电压并不等于零 而是正负脉宽相等的交变脉冲电压 因而电流也是交变 的 这个交变电流的平均值为零 不产生平均转矩 徒然增大电机的损耗 这是双极式控制的缺 点 但它也有好处 在电机停止时仍有高频微振电流 从而消除了正 反向时的静摩擦死区 起 着所谓 动力润滑 的作用 双极式可逆 PWM 制动时情况比较复杂 根据 VT3 VT2的通断情况 电机可能处在能耗制动 再生发电或反接制动 产生制动时一定具备上述其中一个制动过程 性能评价 双极式可逆 PWM 变换器的优点 a 电流一定连续 b 可使电机在四象限运行 c 电机停止时有微振电流 能消除静摩擦死区 d 低速平稳性好 系统的调速范围可达1 20000左右 e 低速时 每个开关器件的驱动脉冲仍较宽 有利于保证器件的可靠导通 双极式可逆 PWM 变换器的缺点 a 在工作过程中 4个大功率晶体管可能都处于 开关状态 开关损耗大
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