第四章 直流可逆调速系统PPT幻灯片

4直流可逆调速系统,学习目标：1.了解V-M可逆线路接线形式及各自的优、缺点。2.了解V-M可逆线路中电动机和整流装置的工作状态。3.了解环流的定义、利弊及抑制措施。4.理解配合控制的方法及工作原理，掌握有环流可逆系统正向制动过程。5.掌握逻辑无环流可逆调速的组成、工作原理及DLC的作用。6.掌握逻辑无环流可逆调速系统的一般调试方法。,4.1V-M系统的可逆线路,改变直流电机转向有两种方法：,4.1.1V-M系统可逆线路的选择,电枢反接：,励磁反接：,改变电枢电压的极性,改变励磁电压的极性,认识两种方法的特点及适用场合，然后选择合适的方法。,一、电枢反接可逆线路,根据电动机正、反转的切换方式不同，电枢反接可逆线路一般有3种形式,(一)用接触器切换的可逆线路,1。正反转切换：,KMF触点闭合时，,电枢电压极性是A（+）、B（），电动机正转,KMR触点闭合时，,电枢电压极性是A（）、B（+），电动机反转,2。特点：,优点：,简单、经济。,缺点：,有噪音、切换慢。,3。应用场合：,不需要频繁切换、对切换快速性要求不高的生产机械。,一、电枢反接可逆线路,(二)用晶闸管开关切换的可逆线路,1。正反转切换：,2。特点：,克服了接触器切换的缺点，简单、经济。,3。应用场合：,VD1、VD4导通时，电动机正转；,VD2、VD3导通时，电动机反转,适用于中小容量的可逆系统。,一、电枢反接可逆线路,(三)两组晶闸管反向并联的可逆线路,1。正反转切换：,2。特点：,3。应用场合：,当正组晶闸管装置VF供电时，电动机正转；,当反组晶闸管装置VR供电时电动机反转。,不仅能控制电动机的正、反转，而且能灵活地控制电动机的启动、制动和调速。,在可逆调速系统中得到广泛应用,注意：该线路不允许两组晶闸管装置同时处于整流工作状态，否则将造成电源短路。,二、励磁反接可逆线路,励磁反接也有3种切换方式，即,接触器切换的励磁反接可逆线路。,晶闸管开关切换的励磁反接可逆线路。,两组晶闸管装置反并联的可逆线路。,下图为两组晶闸管装置反并联的可逆线路,综合以上分析，可逆直流调速系统中应用较多的是电枢反接可逆线路，且一般采用两组晶闸管装置反并联的可逆线路，后面主要分析这种线路构成的可逆调速系统。,三、电枢反接与励磁反接可逆线路的比较,电枢反接：电流反向速度快，但初期投资较大。,励磁反接：电流反向速度慢，且控制复杂；初期投资小。,励磁换向的方案只适用于对快速性要求不高，正、反转不太频繁的大容量可逆系统，例如卷扬机，电力机车等。,3电枢反接与励磁反接各有什么优缺点？各适用于什么场合？,1直流电动机实现可逆运行有哪两种方法？,2从正、反转的切换方式上，可逆线路有哪些形式？,思考题：,4可逆直流调速系统的主电路一般采用什么形式的线路？,4.1.2可逆线路中电机和晶闸管的工作状态,一、电机的工作状态,1。电动运行状态：电机的电磁转矩方向与电机的转向同方向，电磁转矩是驱动电机转运的动力。,可逆线路中，电机即可正转，又可反转；即可工作于电动运行状态，又可工作于制动状态。,2。制动状态：电机的电磁转矩方向与电机的转向反方向，电磁转矩是驱动电机转运的阻力。,电磁转矩与电枢电流成正比，即,电磁转矩的方向与电枢电流方向一致。,一、电机的工作状态,3。电机的四象限工作状态,第四象限，电动机转速为负向，但电流为正向，电磁转矩的方向与转速相反，电动机处于反向制动工作状态。,第一象限，电动机转速为正向，电流也为正向，电磁转矩的方向与转速相同，电动机处于正向运行工作状态。,第二象限，电动机转速为正向，但电流为负向，说明电磁转矩的方向与转速相反，起阻转作用，电动机处于正向制动工作状态。,第三象限，电动机转速为负向，电流也为负向，电磁转矩的方向与转速相同，电动机处于反向运行工作状态。,二、晶闸管的工作状态,，晶闸管装置输出电压为正，且向电动机提供能量时，其处于整流工作状态；,1。可逆线路中，正组晶闸管装置（VF）和反组晶闸管装置（VR）均有整流和逆变两种工作状态。,以三相桥式整流电路为例，输出直流电压,，晶闸管装置输出电压为负，且从外电路吸收能量回馈给电网时，其处于逆变工作状态。,2。晶闸管装置逆变工作的条件：,(1)内部条件是,(2)外部条件是外电路存在维系电流的直流电源,二、晶闸管的工作状态,3。可逆线路中晶闸管装置工作状态的判定,(1)VF与VR哪一组工作取决于负载电流的方向,如图所示：M中电流向下，则VF工作；电流向上，则VR工作。,(2)工作晶闸管是处于整流还是逆变状态，取决于电机工作状态。,电机电动运行时，工作的晶闸管输出电能，处于整流状态；,电机制动工作时，电机处于发电状态，动态减小，转换为电能，通过晶闸管的逆变，将电能回馈到电网,二、晶闸管的工作状态,4。晶闸管装置的四象限工作状态,可逆线路中，取M中电流向下为电枢电流的正方向，则：,(1)Id0,VF工作；Idt1),正转向反转切换状态,电容C1、C4充电；电容C2、C3不能充电。电路电平状态如图示。,反向电流建立之后,当UZ和UF都是0时，表示都是开放信号，此时保护动作：一方面发出一个推信号U，另一方面让A点电位为0，V3、V4均不通，两组晶闸管装置都加封锁信号。,DLC的联锁保护,2参照表4-1写出电动机“反转启动反转运行切换到正转正转运行”过程中输入量、及输出量、.的状态真值表。,思考题：,1无环流逻辑控制器由哪几部分构成？各环节的作用是什么？,逻辑无环流实验前辅导,一、系统原理图,该图中有两个电流调节器，但任何情况下都只有一个调节器在起作用。,能否将两者合二为一呢？,逻辑无环流实验前辅导,二、两电流调节器合二为一的可行性分析,1、实验台上，正、反桥的功放电路是分开的，但触发电路是同一个。,即触发电路产生的6路脉冲，同时送到两块功放电路上，输出分别做为正、反桥触发脉冲。所以，正、反桥的触发电路的移相控制电压可以是同一个信号，即来自同一个电流调节器的输出。,2、无环流系统原理图中，两电流调节器的给定互为相反：Ui*和-Ui*。,可以将两个给定同时接入一个电流调节器，不过要对它们加以控制，任何时候只让一个起作用：需要VF工作时，让Ui*起作用；需要VR工作时，让-Ui*起作用。,3、DLC可提供所需的控制信号。,逻辑无环流实验前辅导,三、两电流调节器合二为一的接线方法,VF工作时，UF=1，-Ui*不起作用,VR工作时，UZ=1，Ui*不起作用,四、逻辑无环流可逆调速系统的接线图,一、要知道实验做什么？,1.基本单元调试同双闭环,实验前指导：,2.测试：正反桥均能正常工作,二、实验前准备,1、熟练掌握双闭环调速系统接线和调试方法是进行本实验的基础。,4.5逻辑无环流可逆调速系统实验,3.DLC输出状态测试,4.逻辑无环流系统接线与调试,2、熟悉逻辑无环流可逆调速系统的原理，掌握DLC控制功能，理解其真值表的含义。,3、预习4.5章节和附录中相关电路模块的介绍，做到实验目的明确、思路清晰。,4、能熟练画出逻辑无环流可逆调速系统的实验接线图,1、什么是逻辑无环流可逆调速系统？,预习效果检查,2、DLC的输入信号是什么？各自的控制作用是什么在？,3、DLC的输出信号有哪些？它们的值与VF、VR的工