电拖电力拖动控制系统PPT课件

23 04 2020 1 第3章直流电动机V M可逆调速系统 3 1V M可逆系统主电路结构形式及工作状态 目的 获得电机四象限的运行特性 正反转和制动 3 1 1单组晶闸管供电切换电流极性的可逆电路 1 切换电机电枢与电源之间连接极性 2 切换电机励磁电流 此方案比较经济 但只能用于不太频繁切换的场合 3 1 2两组晶闸管供电的可逆电路 两组晶闸管整流电路供电的可逆电路有两种连接方式 反并联连接及交叉连接 1 反并联连接 2 交叉连接 3 1 3反并联可逆电路的工作状态 1 无环流系统 主要特征是任何时刻都不让VF VR两组桥同时工作 若VF工作 则VR封锁 若VR工作 则VF封锁 或VF VR同时封锁 以此使产生环流的必要条件不再存在 优点 安全可靠 无环流 体积小 缺点 存在换流死区 动态响应慢 2 有环流系统 基本工作方式 VF VR同时加触发脉冲信号 但它们的控制角满足 其目的是使两组整流桥输出同一个数值 同一个方向的Ud 这种控制方式称为配合控制 由电流来决定哪一组真正工作 不工作的那一组处于待逆变或待整流状况 3 2可逆变电路中的环流及其抑制办法 3 2 1环流及其种类 环流 是指不流过电动机或其它负载 而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流 环流的存在会显著地加重晶闸管和变压器的负担 消耗无用的功率 环流太大时甚至会导致晶闸管损坏 因此必须予以抑制 对环流的分析必须一分为二 环流可以分为两大类 静态环流 可逆线路在一定的控制角下稳定工作时所出现的环流 静态环流又可分作 直流平均环流瞬时脉动环流动态环流 稳态运行时并不存在 只在系统处于过渡过程中出现的环流 3 2 2直流平均环流产生的原因及消除办法 1 产生的原因 正组VF输出的平均电压为UdoF 反组输出的平均电压为UdoR 它们为 两端的电势差即两个电源的直流平均电压差为 电压差如能产生直流平均环流则其流向与图中的Ic反向 与晶闸管装置所允许的电流流动方向相反而实际不能流通 可知 这时也不会产生直流平均环流 产生直流平均环流Ic 由于两边电源的内阻都较小 很小的也会引起较大的直流平均环流 且是一个直流平均量 它无法依靠电抗器来抑制Ic的大小 只能靠改变来减弱或消除它 2 消除办法 3 2 3瞬时脉动环流产生原因及抑制办法 1 产生的原因 2 抑制办法 在配合控制的工作条件下 整流电压与逆变电压始终是相等的 因而没有直流平均环流 但这只是就电压的平均值而言的 然而晶闸管装置输出的电压是脉动的 正组整流电压UdoF和反组逆变电压UdoR的瞬时值并不相同 当整流电压瞬时值大于逆变电压瞬时值时 便产生正向瞬时电压差 从而产生瞬时环流 直流平均环流可以用配合控制消除 而瞬时脉动环流却始终存在 必须设法加以抑制 不能让它太大 抑制瞬时脉动环流的办法是在环流回路中串入电抗器 叫做限环流电抗器或称均衡电抗器 一般要求把瞬时脉动环流中的直流分量Icp限制在负载额定电流的5 10 之间 图3 7三相半波反并联可逆电路及其时的环流电压和电流 3 环流电抗器的配置位置及数量 限环流电抗器的电感量及其接法因整流电路的形式而异 在三相半波反并联可逆电路中 环流通路只有1条 但需设置2个限环流电抗器 图3 7a 它们在环流回路中是串联的 但对负载回路来说却是并联的 它们中总有一个因流过直流负载电流而饱和 因而电感值大为降低 失去了限制环流的作用 同理 在三相桥式反并联可逆电路中 环流的通路有上 下各自独立的2条 故应设置4个限环流电抗器 如图3 4a 对交叉连接的三相半波可逆电路 与反并联的三相半波可逆电路一样 若交叉连接的三相桥式可逆电路 上 下两条直流母线构成一条环流通路 因此 需设置2个限环流电抗器 如图3 5 可见电抗器数量较反并联电路少一半 表3 2可逆电路限环流电抗器设置的个数 3 3有环流V M可逆调速系统 3 3 1 配合控制的反并联连接的有环流可逆调速系统 1 系统原理图 三相桥式供电 2条环流通道 配备四个环流电抗器 正反转 4 调节器输出双向限幅ASR设置限幅 限制最大动态电流 ACR设置限幅 限制最小控制角 min和最小逆变角 min 2 配合控制的实现通过放大倍数为 1的反向放大器得到 Uct 来实现 的配合控制 3 信号双极性 3 3 2正向回馈制动过程分析 在可四象限运行的调速系统中 正向回馈制动过程的分析具有普遍的典型意义 1 正向稳态运行阶段 t 0 t1 2 本组逆变阶段 t t1 t2 5 他组逆变阶段 t t4 t5 6 转速超调阶段 t t5 t6 3 他组建流阶段 t t2 t3 4 电流超调阶段 t t3 t4 调节器输出双向限幅电路 1 正向稳态运行阶段 t 0 t1 2 本组逆变阶段 t t1 t2 5 他组逆变阶段 t t4 t5 6 转速超调阶段 t t5 t6 3 他组建流阶段 t t2 t3 4 电流超调阶段 t t3 t4 3 3 2正向回馈制动过程分析 3 3 3可控环流可逆调速系统 1 系统原理图 正向运行时 为负 环流给定电压 2 工作原理 3 优点 可控环流系统充分利用了环流的有利一面 避开了电流断续区 使系统在正反向过渡过程中没有死区 提高了快速性 同时又克服了环流不利的一面 减少了环流的损耗 所以在各种对快速性要求较高的可逆调速系统和随动系统中得到了广泛的应用 为了更充分利用有环流可逆系统制动和反向过程的平滑性和连续性 最好能有电流波形连续的环流 当主回路电流可能断续时 采用的控制方式时有意提供一个附加的直流平均环流 使电流连续 一旦主回路负载电流连续了 则设法形成的控制方式 遏制环流至零 3 4无环流可逆调速系统 逻辑控制无环流系统 错位控制无环流系统 使 依靠逻辑控制器DLC来对两组桥的工作进行控制 或 零电流检测电路 极性鉴别器 电平转换电路 第2次作业1 转速 电流双闭环的不可逆V M直流调速系统 速度调节器ASR 电流调节器ACR均采用常规的PI调节器 问 1 画出系统原理图 稳