电力拖动自动控制系统课件二二

可逆调速系统和位置随动系统

电力拖动自动控制系统第4章本章在前三章的基础上进一步探讨可逆调速系统和位置随动系统。考虑到大多数学校教学学时的限制和电气工程及其自动化专业的一般教学需求，本课件选择可逆调速系统为主要内容。4.1可逆直流调速系统内容提要问题的提出晶闸管-电动机系统的可逆线路晶闸管-电动机系统的回馈制动两组晶闸管可逆线路中的环流有环流可逆调速系统无环流可逆调速系统4.1.0问题的提出有许多生产机械要求电动机既能正转，又能反转，而且常常还需要快速地起动和制动，这就需要电力拖动系统具有四象限运行的特性，也就是说，需要可逆的调速系统。4同.钱1伍.广0问讯题采的策提驰出映（伐续贫）改变苹电枢姓电压挖的极妖性，祥或者浸改变骑励磁弓磁通搏的方尝向，泄都能沟够改葛变直商流电灶机的内旋转紫方向耀，这闲本来疗是很伙简单舟的事苗。然而后当电外机采粪用电蜂力电机子装暗置供编电时甩，由喝于电力伏电子端器件钻的单分向导团电性，问制题就如变得经复杂焰起来妹了，胀需要旅专用悬的可芽逆电文力电醒子装森置和钉自动气控制耳系统票。4材.乳1攀.旨1单控片谦微秆机脸控胆制尘的P沉W梨M可逆无直流骑调速届系统中、乡丰小功赠率的会可逆增直流扒调速霸系统蹄多采略用由测电力导电子行功率扣开关后器件袖组成暖的桥除式可机逆P迫W覆M变躬换肌器特，舍如想本少书尽第1.欢3.佛1节中图第2小节提所述搞。第1能.所3旬.矩4节问图1仓-嫩2眼2绘肢出泊了P镇W教M可逆尺调速以系统蚀的主禽电路功，其足中功减率开陪关器味件采文用I戒G罗B刑T，消在骆小卖容咬量瞎系积统死中昼则柔可忽用讨将IG摧BT、续脏流二肃极管旅、驱躺动电浓路以训及过钥流、知欠压保保护诞等封汇装在景一起格的智揉能功氏率模结块—I江PM。系仿统钓组孙成图4聪-欲1蚀P纺W还M可街逆茫直等流捷调衫速投系坏统昨原奴理躁图系熔统初组腊成融（发续掉）图别中U父R锅—整流俯器；U可P塘E架M据—桥式煎可逆梢电力挑电子克变换敌器，舰主电淡路与剥图1勿-忙2钉2相同榜，须既要注牢意的矩是，粒直流志变换踪蝶器必安须是逐可逆肤的；GD斜—驱动帅电路追模块朝，内译部含仆有光咽电隔裙离电衰路和由开关庄放大宅电路格；系统雁组成鲁（续陈）U逃P夺W睡—蚕P雄W劝M波净生姥成然环塑节慕，志其扛算搬法克包语含弦在陷单烘片诵微顶机喂软誓件凯中雄；TG排—为测吼速发废电机框，当基调速啄精度夸要求轮较高气时可糕采用役数字秀测速催码盘撇；TA扶—霍尔够电流即传感住器；给定机量n*，I*d和候反捷馈功量n，Id都贸已很经叮是淘数指字略量爽。系统都控制该原驶理图勤的硬明件结胀构如忆图3-垃4所女示渴，目控在制室系书统娱一乎般指采宽用宜转饼速脉、盆电卷流组双省闭砖环崭控济制吐，颂电快流柔环牵为嫂内顽环意，塔转刺速洗环神为袋外柔环窝，音内纱环嗽的证采蜓样闪周级期谋小纤于棒外顶环巧的留采裳样信周荒期飘。学无榜论猎是昏电误流帝采袖样菜值段还董是招转宁速朴采雹样最值横都朗有置交扩流诱分爷量碧，奏常演采睡用生阻揉容虫电棵路膏滤餐波妥，傻但获阻有容蛛值馋太南大蹄时惠会估延晕缓劲动拘态跟响涝应旧，嘉为叛此发可潜采斤用征硬誉件棵滤很波炭与裂软哀件威滤渔波闻相辟结骆合黑的队办赤法诱。系纲统丽控接制伞（艇续列）当韵转管速含给耗定热信握号祥在-n*m稳a远x~雁0冤~澡+n*m桐a胳x之间贫变化蒜并达登到稳虫态后革，由驾微机糊输出绒的PW夕M信枕号夹占占空葛比ρ在0堤~悼½磨~库0的艰范被围乳内黎变蓝化故，纷使U乡丰P郊E劲M的输味出平拐均电捧压系系数为=–释1炒~议0芝~廉+帮1[参看虑式（1-床20）]，实圣现双叼极式斩可逆绒控制启。在变发流中训，为晌了避都免同沃一桥策臂上毒、下买两个绸电力砖电子吃器件阿同时科导通恨而引害起直戴流电柄源短零路，乐在由V厨T1、VT4导灾通眨切材换扣到VT2、V妄T3导通恳或反旨向切具换时偷，必患须留颠有死演区时甘间。对蠢于米功为率躺晶教体钻管选，绘死平区远时洋间宵约项需3董0µs；坊对德于IG弄BT，死只区时偶间约熊需5µs或领更爷小兼些村。4.疑1.尾2有值环炕流呈控某制律的毯可绞逆蓬晶畅闸眉管-电动毕机系兄统一.V扩-费M系盼统惰的蚁可义逆痒线条路根钱据旷电肚机允理鞭论，改变园电枢缺电压符的极目性，诸或者蚁改变战励磁穿磁通平的方身向，软都能跃够改某变直讯流电机机的车旋转小方向忘。因遍此，V再-吨M系统技的可黎逆线概路有嗽两种钢方式胃：电枢苦反接蓝可逆扎线路萝；励磁狱反接文可逆尚线路众。1.电品枢佣反卵接轰可准逆痰线熟路电索枢尤反辩接径可共逆胆线刃路捉的乎形新式略有敌多灵种炉，挽这险里铃介抗绍惊如边下3种恐方碑式慎：（1）接例触器盟开关田切换币的可牲逆线蚁路（2）旬晶具闸脆管溜开背关仅切茎换盲的准可哭逆畅线吃路（3）寸两谋组敌晶温闸欲管规装厨置葡反辟并胁联妨可梦逆筹线泪路（1）接识触号器挎开贱关亮切询换吸的牲可最逆辨线夺路K裳M听F闭合评，电鼠动机班正转锅；K卫M督R闭合猫，电贿动机连反转傻。Ud+邻Id–IdM（2）戏晶够闸下管垫开探关规切棒换忠的踪蝶可芒逆封线先路VT悔1、V蛇T抗4导通轧，电正动机妄正转推；V除T横2、V羞T莲3导棚通捐，孟电个动愈机境反俘转睁。晶闸乏管开寸关切锋换的连可逆柿线路Ud–IdMV害T1VT2VT3VT4+Id接坦触构器栏切鞠换裁可饥逆像线柄路暴的撕特习点优点卖：仅腐需移一适组锡晶织闸茅管追装幅置岁，荡简朝单露、颈经峡济步。缺阳点肺：有触斤点切球换，匆开关晋寿命笛短；需自债由停格车后搬才能奏反向咽，时速间长佩。应矿用茫：不聚经朴常伙正极反汤转足的笋生镰产码机项械孟。（3）两渣组晶帅闸管秒装置喊反并帝联可乓逆线寇路较俭大墨功游率钞的路可峰逆围直念流则调破速柴系支统咐多杠采雾用御晶絮闸津管-电武动中机毕系忌统抗。在由肠于尽晶桂闸藏管猴的搁单懒向税导设电享性剧，劣需趁要鸟可渣逆纳运默行乎时缺经缠常问采突用茂两肯组器晶描闸腾管窝可惨控金整崭流泼装殖置萍反苏并躁联点的肝可横逆挎线影路客，译如怜下追图郊所授示平。Idb贼)运污行钱范洽围图4-耀2两组结晶闸滔管可盐控整碧流装抗置反休并联衔可逆绵线路两盖组云晶右闸安管沃装慎置言反词并居联术可鼻逆痰供乌电础方帮式-n-IdnO正向反向a)电译路选结百构MVRV浩FId-Id+--+-咬-两组撇晶闸使管装批置可剥逆运真行模刃式电摔动煮机影正零转进时勺，望由鲜正燃组浆晶母闸类管柏装历置VF供电伏；反版转剧时旋，朵由链反吐组叔晶挠闸仿管得装存置V缠R供电从。两为组抽晶尺闸或管由分折别从由粥两窃套犹触惜发句装挠置蹄控山制役，工都摄能含灵削活饺地毫控梯制祝电粮动爪机宝的谅起央、杂制汇动肥和辣升全、怖降游速炒。但是贼，不因允许伐让两戴组晶良闸管竭同时乎处于折整流腥状态虏，否章则将追造成般电源惠短路合，因汗此对器控制胡电路唉提出岔了严哪格的秘要求。2.励磁妥反接颂可逆寨线路改青变溪励腊磁企电新流偷的道方婆向谊也律能女使采电扇动思机衣改挨变退转失向。与电评枢反风接可喷逆线惧路一窃样，广可以夺采用组接触叹器开叉关或肤晶闸傍管开储关切养换方暴式，你也可影采用用两组浆晶闸如管反蓝并联喝供电魄方式量来改灰变励代磁方化向。励减磁反将接塔可艺逆育线遇路狱见革下迹图日，委电姜动如机耕电衣枢教用索一致组揉晶孤闸荷管筹装电置洋供饥电扯，游励君磁障绕旦组但由叉另膝外拴的锣两跌组衰晶点闸售管红装让置山供药电盐。励磁图反接榜可逆超供电籍方式晶坊闸仿管介反叨并辈联萌励己磁粉反捡接卖可范逆姓线记路MVId+-VRV销FId-田Id+--+--励棉磁本反汇接俭的达特蓄点优幼点缎：购供嫂电控装廉置判功乘率犬小你。由于内励磁乎功率寻仅占丙电动得机额冤定功坟率的1~辈5%，学因墙此子，枯采叶用赛励酒磁才反覆接伞方牌案石，印所夫需肤晶盾闸痛管促装土置帜的煎容轧量载小嫩、机投蜡资冷少惰、义效佛益颜高砍。缺点篮：改拜变转陕向时型间长和。由于碍励磁攻绕组罗的电双感大峡，励叠磁反蠢向的求过程葵较慢溜；又催因电英动机现不允纱许在俘失磁惊的情络况下颤运行滩，因餐此系符统控府制相循对复升杂一爸些。小学结（1）V-患M系统渗的可首逆线犬路可李分为狭两大争类：电育枢增反议接纠可赠逆坊线怎路—伤—电枢窗反接援反向麦过程馅快，摆但需术要较庭大容龟量的肯晶闸挨管装酷置；励汤磁非反污接往可敏逆鞭线和路—倾—励磁磁笨反晌接境反娱向缎过肯程陶慢毫，趁控叔制热相扎对狡复性杂初，为但凉所驾需便晶歪闸鼓管绩装常置长容陕量拍小乳。（2）每一巨类线猜路又刘可用颜不同摄的换渣向方午式：接触挖器切骆换线隙路—壳—适位用走于贯不双经扫常河正团反脉转丛的启生雪产森机帐械轻；晶闸肿管开挎关切拾换线五路——适王用趴于杰中爪、锣小放功兽率对的行可储逆狸系相统遭；两组片晶闸命管反厕并联勇线路—夸—适用萌于各仿种可某逆系颗统。二.晶闸非管-电断动无机瓜系胡统邮的逢回策馈闪制肝动1.晶闸桥管装离置的斯整流枕和逆宁变状朴态在庄两填组担晶出闸靠管责反阻并娃联价线咸路斧的V伙-疯M系柿统芦中吐，税晶华闸权管晨装纷置杠可指以晌工抵作棍在止整规流咏或艘有城源奇逆量变野状很态华。在电震流连甘续的受条件讽下，王晶闸甩管装船置的老平均逼理想秆空载井输出峰电压换为（4-樱1）当控祝制角钻为90骨°，晶返闸片管除装探置垄处歇于蚁整窝流减状坐态畅；当炮控骑制正角清为90向°，晶闸茎管装急置处信于逆棍变状彻态。因此茧在整贪流状阶态中挪，Ud些0为董正森值伟；茂在享逆娃变育状杰态荷中丹，Ud往0为丛负所值杆。熔为始了史方粗便谈起割见赶，歼定题义窄逆坑变祖角=牛18矮0–，衰则逆变娘电压岁公式可抄改却写嚷为Ud杠0=－Ud0烘m驶axc渐o挡s（4裕-猴2）逆变慨电压际公式-+Ud0RM+-nEV--2.单消组鼻晶朱闸汉管喂装土置伐的烂有喊源双逆懒变单组跟晶闸叉管装竟置供信电的V-忧M系统宪在拖采动起献重机痰类型惠的负吧载时乞也可扩能出熊现整事流和两有源抚逆变臣状态歪。a）整臣流坚状盗态疯：田提租升罪重合物破，9礼0碑°，Ud絮0E，n0由冈电孟网地向培电孙动债机辞提流供拆能罪量颈。PId+-+--Ud0RMnEV--b）逆变叼状态胶：放批下重络物90社°，Ud乓0E，n拉0由付电逮动村机夜向葬电虫网勇回械馈娇能杯量麦。PIdn-nIdTe提升放下c）机那械睛特腔性整戚流蒸状忧态吃：电动酒机工隆作于肤第1象宵限妇；逆半变贺状屈态捷：电蝇动臭机魄工配作毕于亦第4象限喷。TL图4-倾3单赔组V蒸-姓M系统祖带起滥重机监类型汇负载烛时的巾整流名和逆磁变状伴态3修.两哗组践晶流闸祖管床装送置所反辰并烘联另的飘整馒流叔和改逆警变两组傅晶闸景管装可置反斤并联队可逆律线路池的整搏流和搅逆变序状态银原理没与此葡相同械，只更是出途现逆油变状战态的至具体骑条件闪不一降样。现母以妇正饲组赴晶厉闸贪管毙装雾置站整醒流劫和歪反滨组齐晶征闸泊管牺装联置恭逆点变炎为星例泊，觉说爪明葱两估组法晶毅闸错管换装监置脉反男并翻联级可廉逆关线葛路挤的浅工碍作料原您理宵。图4-4两组晶闸管反并联可逆V-M系统的正组整流和反组逆变状态R-+Ud0fM+-nEVF--a)正组整流电动运行

a)正液组途晶洪闸呈管董装航置V沟F整流VF处于简整流树状态恒：此时扶，f滑9建0郑°，Ud0俩fE，n0电机智从电附路输幸入能悉量作夺电动先运行落。PIdb)反验组虹晶桃闸棵管府装锄置V佣R逆变当鹅电刺动闸机浙需喜要兔回废馈讽制误动抱时挂，它由卖于搭电上机室反继电挡动找势越的肉极孔性衫未枕变冷，掠要破回织馈桃电竿能搬必牵须接产背生环反酿向永电厌流括，且而环反呆向妄电润流日是辩不画可骄能衔通活过VF流通暗的。仿这时屠，可灭以利族用控搭制电体路切贺换到狮反组始晶闸届管装匀置V邪R，并使电它工俱作在绩逆变疼状态。b)两组晶闸管反并联可逆V-M系统的反组逆变状态+-+--Ud0rRMnEVR--V侄R逆册变讨处云于矿状刃态讽：此时滨，r辟90边°，E>键|Ud币0给r|，n0电纽奉机伯输土出肯电肿能注实挪现橡回荷馈爬制险动权。PIdc）机械布特性没范围Id-Idn反组逆变回馈制动正组整流电动运动c厦)机柜械震特拨性瞧运昼行齿范脏围整害流洲状肿态动：V-得M系统冷工作携在第棉一象垃限。逆摧变奴状肝态乖：V-斗M系元统握工忙作督在孝第亭二嫩象陷限户。4.鹊V史-M系柳统剃的贿四馆象开限骑运睡行在救可远逆抓调剩速保系盾统弟中廊，洗正生转述运恨行灵时杜可摄利凳用峡反纠组针晶德闸呀管狭实真现骑回鸟馈美制饲动悬，耍反缩慧转李运傲行端时朵同冰样祖可少以覆利杜用屡正造组汉晶规闸研管凭实闪现侵回职馈拔制风动立。但这宰样考，软采宅用航两药组银晶醒闸出管耽装狂置速的填反音并唤联权，计就纯可嘉实秒现愁电泪动味机尖的尽四老象昏限躁运云行晨。归纳剑起来库，可省将可盗逆线勒路正轧反转醒时晶奥闸管递装置拘和电雨机的蚁工作直状态骂列于棍表4茧-女1中。表4-湾1妙V-拣M系统丸反并奴联可香逆线册路的帮工作功状态V-M系统的工作状态正向运行正向制动反向运行反向制动电枢端电压极性++－－电枢电流极性+－－+电机旋转方向++－－电机运行状态电动回馈发电电动回馈发电晶闸管工作的组别和状态正组整流反组逆变反组整流正组逆变机械特性所在象限一二三四反并睬联的挖晶闸秘管装疫置的循其他熄应用即使朴是不弓可逆妻的调浴速系茂统，企只要纠是需哀要快季速的矿回馈办制动妙，常替常也事采用欠两组萌反并员联的从晶闸搭管装国置，索由正属组注提漏供竭电伶动注运秘行运所帮需钉的剃整晒流兵供枯电，反纵组禁只互提哀供佣逆展变痒制抹动。这时肢，两胡组晶菊闸管叉装置繁的容凭量大流小可看以不陡同，误反组孔只在陡短时荷间内袖给电的动机费提供拨制动项电流君，并净不提唇供稳营态运汤行的淡电流萌，实增际采错用的旗容量轰可以清小一蛋些。三.可逆V疑-泰M系统佣中的启环流违问题1稿.环农流幼及欲其糕种摄类环彻流泻的寇定澡义加：采拢用井两屠组扛晶消闸需管突反蜻并粘联定的鄙可阅逆V-差M系统胜，如牢果两立组装劝置的起整流俯电压亿同时西出现个，便差会产地生不流孝过负吵载而宽直接汇在两佩组晶茧闸管咐之间灶流通碎的短丧路电卡流，称像作环获流，沸如下光图中券所示峰。图4-5

反并联可逆V-M系统中的环流

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