第十六讲：可逆pwm直流调速系统分析

1,可逆直流调速系统的概念及分类 可逆PWM直流调速系统工作原理分析 可逆PWM直流调速系统转速反向过渡过程分析 可逆PWM直流调速系统能量回馈分析,本讲主要内容,2,可逆直流调速系统的概念及分类,一、概念,电动机既能正转，又能反转，而且还能正反向制动，即待控直流电动机具有四象限运行特性。,满足的条件：, 电动机电枢电压方向可变；, 电动机电枢电流方向可变；,3,可逆直流调速系统的概念及分类,二、分类,根据电机理论，改变电枢电压的极性，或者改变励磁磁通的方向，都能够改变直流电机的旋转方向。因此，可逆直流调速系统主要有两种方式：,电枢电压反接可逆直流调速系统；,励磁电压反接可逆直流调速系统。,4,可逆直流调速系统的概念及分类,二、分类,电枢反接可逆系统的形式有多种，这里介绍如下4种方式：,（1）手动开关切换的可逆直流调速系统,电枢电压反接可逆直流调速系统；,（2）晶闸管开关切换的可逆可逆直流调速系统,（3）两组晶闸管相控整流装置反并联可逆直流调速系统（V-M可逆直流调速系统）,（4）PWM可逆直流调速系统,5,可逆直流调速系统的概念及分类,二、分类,（1）手动开关切换的可逆直流调速系统,电枢电压反接可逆系统；,Ud,+Id,Id,6,可逆直流调速系统的概念及分类,二、分类,电枢电压反接可逆系统；,（2）晶闸管开关切换的可逆可逆直流调速系统,Id,+Id,7,可逆直流调速系统的概念及分类,二、分类,电枢电压反接可逆系统；,（3）两组晶闸管相控整流装置反并联可逆直流调速系统（V-M可逆直流调速系统）,（4）PWM可逆直流调速系统,这两类以后详细讲，这里先不表,8,可逆直流调速系统的概念及分类,二、分类,直流电动机电枢电压方向不变，只需改变励磁线圈的电压方向即可，改变方式主要有如下4种：,（1）手动开关切换的励磁可逆系统,（2）晶闸管开关切换的励磁可逆系统,（3）两组晶闸管相控整流装置反并联的励磁可逆系统,（4）PWM装置的励磁可逆系统,励磁电压反接可逆直流调速系统,9,可逆直流调速系统的概念及分类,二、分类,举例：,两组晶闸管相控整流装置反并联的励磁可逆系统,励磁电压反接可逆直流调速系统,10,可逆直流调速系统的概念及分类,三、可逆直流调速系统实现的难点,当可控直流电源由电力电子器件实现时，由于电力电子开关具有单向导电性，故改变可控直流电源的电压及电流方向较为困难。,若克服这一难点必须对电力电子器件构成可控直流电源的结构进行特殊设计，且有合理的控制系统及控制方法。,11,可逆直流调速系统的概念及分类,四、可逆直流调速系统实现的应用领域,应用领域十分广泛，凡是运动方向需往复改变的场合皆适用。,12,可逆PWM直流调速系统工作原理分析,一、可逆PWM直流调速系统的组成,13,可逆PWM直流调速系统工作原理分析,二、可逆PWM变换器的结构, 常用的主电路结构H型及T形结构如图所示被称为H形桥式结构（简称H桥）；,常用的控制方式有双极式、单极式我们先讲双极式然后再讲单极式；,14,可逆PWM直流调速系统工作原理分析,三、双极式H桥可逆PWM变换器的工作原理分析, 第象限运行；,15,可逆PWM直流调速系统工作原理分析,三、双极式H桥可逆PWM变换器的工作原理分析, 第三象限运行；,16,可逆PWM直流调速系统工作原理分析,三、双极式H桥可逆PWM变换器的工作原理分析, 第二象限运行；,17,可逆PWM直流调速系统工作原理分析,三、双极式H桥可逆PWM变换器的工作原理分析, 第四象限运行；,18,可逆PWM直流调速系统工作原理分析,三、双极式H桥可逆PWM变换器的工作原理分析, 双极式H桥可逆PWM变换器的优缺点：,（1）电流一定连续；（2）电动机停止时有微振电流，能消除静磨擦死区；（3）低速平稳性好，系统的调速范围大；（4）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。（1）开关损耗大；（2）易发生桥臂上下直通，可靠性低。,19,可逆PWM直流调速系统工作原理分析,四、单极式H桥可逆PWM变换器的工作原理分析, 第象限运行；,20,可逆PWM直流调速系统工作原理分析,四、单极式H桥可逆PWM变换器的工作原理分析, 第象限运行；,21,可逆PWM直流调速系统工作原理分析,四、单极式H桥可逆PWM变换器的工作原理分析, 第象限运行；,22,可逆PWM直流调速系统工作原理分析,四、单极式H桥可逆PWM变换器的工作原理分析, 第象限运行；,23,可逆PWM直流调速系统工作原理分析,四、单极式H桥可逆PWM变换器的工作原理分析, 单极式H桥可逆PWM变换器的优缺点：,（1）电流有可能不连续，低速稳定性不好；（2）不能消除静磨擦死区；（1）开关损耗小；（2）不易发生桥臂上下直通，可靠性高。,24,可逆PWM直流调速系统转速反向过渡过程分析,25,可逆PWM直流调速系统能量回馈分析,整流器,H型桥式PWM变换器,放电电阻,滤波大电容,26,可逆