《直流可逆调速系统》PPT课件

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1、第三章直流可逆调速系统Spring2011华南理工大学内容提要本章主要介绍直流可逆调速系统的构成、直流可逆系统的回馈制动、有无环流时的可逆调速系统等内容。Spring20112华南理工大学3.1直流可逆调速系统的构成3.1.1开关切换法在第一、二章讨论了单闭环和双闭环的直流调速系统都是不可逆的，在实际工作中，要求直流电机反转的情况是很多的。实现反转的最简单方法是采用图3-1所示的四个切换开关，当k1、k4合上，k2、k3断开时，电流由A流向B，电机正转；反之，当k1、k4断开，k2、k3合上时，电流由B流向A，电机反转。但是，在转向切换时要求快速、准确、安全，否则易造成短路或切换时间过

2、长。这种切换方式还存在噪声大、寿命低等缺点，不适合正反转频繁的应用场合。Spring20113华南理工大学图3-1开关切换可逆电路Spring20114华南理工大学3.1.2晶闸管反并联法晶闸管反并联法采用的是图3-2所示的两组晶闸管反并联电路。其工作原理是当一组晶闸管工作时，另一组晶闸管则处于逆变或阻断状态；换相时只要交换两组晶闸管的工作状态,即可实现正反转切换。准确控制切换的时刻，可以使电机工作在如图3-2(b)所示的Ⅰ、Ⅲ象限上。图3-2两组晶闸管反并联线路Spring20115华南理工大学在实际的可逆电路中，通常采用两组三相反并联方式，这时可以接成图3-3(a)、(b)所示的反

3、并联或交叉连接线路。在图3-3(a)中的反并联线路中，有两条回路，需要连接四个平波电抗器；而在图3-3(b)中的交叉连接线路中，只有一条回路，只需要连接两个平波电抗器。(a)反并联线路(b)交叉连接线路图3-3三相桥式可逆线路Spring20116华南理工大学3.1.3励磁反接可逆线路励磁反接可逆线路如图3-4所示。它的原理是将电动机的励磁线圈接在两组反并联线路中，电枢仍然用一组晶闸管驱动，通过改变励磁电流的方向来改变电动机转动的方向。这种方式需要在磁通弱磁时保证电枢电流为零，增加了系统的复杂性，不宜采用。图3－4反并联励磁反接可逆线Spring20117华南理工大学3.2晶闸管直流可

4、逆系统的回馈制动通过改变如图3-5所示的反组晶闸管的导通角使VR处于逆变状态，此时电动机在反组回路中变成了发电机，向电网发电，电动机运行在图3-5(b)所示的第二象限的反组回馈制动状态。同理通过调节VF和VR的导通角，可以使电动机在四个象限中运行，它的工作状态见表3-1。图3-5可逆系统的电动与回馈制动Spring20118华南理工大学表3-1V-M可逆系统反并联线路的工作状态注意：上表中各量的极性均为以正向电动运行时为“+”Spring20119华南理工大学3.3有环流的可逆调速系统3.3.1可逆系统中的环流两组晶闸管反并联或交叉连接线路解决了直流电动机的频繁换向问题，但是这类线路还

5、存在着是否能保证系统安全工作的环流问题。在如图3-6的反并联线路中，不流过电动机，而在两组晶闸管之间流通的电流Ic即为环流。图3－6反并联可逆线路中的环流Spring201110华南理工大学环流分为两大类：（１）静态环流——当可逆线路在一定的控制角下稳定工作时，所出现的环流叫做静态环流。静态环流又分为：直流平均环流和瞬时脉动环流。（２）动态环流——稳态运行时并不存在，只有当系统由一种工作状态过度到另一种工作状态时才出现的环流。环流容易造成短路，损坏晶闸管，使系统不能正常工作。因此，在可逆调速系统中，必须考虑如何抑制或消除环流的影响。Spring201111华南理工大学3.3.2直流平均

6、环流与配合控制由图３－６的反并联可逆线路可以看出，如果让正组晶闸管VF和反组晶闸管VR都处于整流状态，正组整流电压　　和反组整流电压　　正负相连，将造成电源短路，此短路电流即为直流平均环流。为了防止产生直流平均环流，最好的解决办法是当正组晶闸管VF处于整流状态时，其整流电压=+,这时应该让反组晶闸管VR处于逆变状态，输出一个逆变电压把它顶住，即让=―，而且幅值与相等。一般说来，只要实行了α≥β配合控制，就能保证消除直流平均环流。其中,α和β分别为正组晶闸管VF和反组晶闸管VR的控制角。Spring201112华南理工大学图3-7工作制配合控制的可逆线路触发装置的移相控制特性Spring

7、201113华南理工大学3.3.3瞬时脉动环流及其抑制由于两组晶闸管分别处于整流和逆变状态，所以正组晶闸管的瞬时电压　　与反组晶闸管的瞬时电压不同，存在瞬时电压差=,从而产生瞬时脉动环流。图3-7画出了三相零式反并联可逆线路当=60°（即=120°）时的情况。图3-7配合控制的三相零式反并联可逆线路的瞬时脉动环流Spring201114华南理工大学图3-7配合控制的三相零式反并联可逆线路的瞬时脉动环流Spring201115华南理工大学为了限制