直流电动机可逆调速系统

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1、*13KW直流电动机可逆调速系统1.问题的提出2.单组晶闸管装置的有源逆变3.两组晶闸管装置反并联的整流和逆变4有环流可逆调速系统5.无环流可逆调速系统NCEPU—SunHairong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。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。当电机采用电力电子装置供电时，由于电力电子器件的单向导电性，需要专用的可逆电力电子装置和自动控制系统。1.问题的提出2．单组晶闸管装置的有源逆变单组晶闸管装置供电的V-M系统在拖动起重机类型

2、的负载时也可能出现整流和有源逆变状态。(1)整流状态，提升重物90°，平均整流电压Ud为正,且理想空载值Ud0E，所以输出整流电流Id，使电机产生电磁转矩Te作电动运行，提升重物，n0，这时电能从交流电网经晶闸管装置V传送给电机，V处于整流状态，V-M系统运行于第一象限。90°，Ud为负，且Ud0E，晶闸管装置本身不能输出电流，电机不能产生转矩提升重物，靠重物下降，迫使电机反转，n0，感生反向的电动势。当时，可以产生与整流同方向的电流，因而产生与提升重物同方向的转矩，起制动作用，使重物不要下降得太快。这时电机处于带位势性负载反转制动状态，成为受重物拖动的发电机，将重物的位能

3、转化成电能，通过晶闸管装置V回馈给电网（电动机向电网回馈能量），V则工作于逆变状态，V-M系统运行于第四象限。(2)逆变状态，放下重物3.两组晶闸管装置反并联的整流和逆变(a)正组整流电动运行[左图]正组晶闸管装置VF给电动机供电，VF处于整流状态，输出理想空载整流电压Ud0f的极性如图所示，电机从电路输入能量作电动运行，V-M系统工作在第一象限。机械特性运行范围(b)反组逆变回馈制动当电动机需要回馈制动时，电机反电动势的极性未变，要回馈电能必须产生反向电流，而反向电流不可能通过VF流通。可利用控制电路切换到反组晶闸管装置VR，并使它工作在逆变状态[右图]，产生图中所示极性的逆变电压，当E

4、>

5、Ud0r

6、时，反向电流通过VR流通，电机输出电能实现回馈制动，V-M系统工作在第二象限。（比较：VR逆变时，电流反向，电动机没有反转，转速变慢了工作在第二象限）机械特性运行范围两组装置的整流电压同时出现，会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流Ic。--负载电流--环流--整流装置内阻--电枢电阻1．环流及其种类：这样的环流对负载无益，徒然加重晶闸管和变压器的负担，消耗功率，环流太大时会导致晶闸管损坏，因此应该予以抑制或消除。4.有环流可逆调速系统（1）静态环流:两组可逆线路在一定控制角下稳定工作时出现的环流。直流平均环流：由晶闸管装置输出的直流平均电压差所产生的

7、环流称作直流平均环流。瞬时脉动环流：两组晶闸管输出的直流平均电压差虽为零，但因电压波形不同，瞬时电压差仍会产生脉动的环流，称作瞬时脉动环流。（2）动态环流：仅在可逆V-M系统处于过渡过程中出现的环流。在不同情况下，会出现下列不同性质的环流：知识回顾2.直流平均环流与配合控制为了防止产生直流平均环流，应该在正组处于整流状态时，强迫反组处于逆变状态，使逆变电压把整流电压顶住，则直流平均环流为零。当直流平均环流为零时如果反组的控制角用逆变角表示，则称作α=β配合控制。为了更可靠地消除直流平均环流，可采用有环流可逆系统虽然具有反向快、过渡平滑等优点，但设置几个环流电抗器终究是个累赘。因此，当工艺过

8、程对系统正反转的平滑过渡特性要求不很高时，特别是对于大容量的系统，常采用既没有直流平均环流又没有瞬时脉动环流的无环流控制可逆系统。按照实现无环流控制原理的不同，无环流可逆系统又有两大类：逻辑控制无环流系统和错位控制无环流系统。当一组晶闸管工作时，用逻辑电路（硬件）或逻辑算法（软件）去封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使它完全处于阻断状态，以确保两组晶闸管不同时工作，从根本上切断了环流的通路，这就是逻辑控制的无环流可逆系统。5无环流可逆调速系统