电力拖动自动控制系统系统课程总结ppt课件.ppt

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1、电力拖动自动控制系统课程总结一、内容提要直流调速系统；单闭环直流调速系统双闭环直流调速系统直流调速系统的数字控制交流调速系统；异步电动机变压调速系统异步电动机变压变频调速系统异步电动机双馈调速系统二、直流调速系统单闭环直流调速系统１晶闸管-电动机系统（V-M系统）晶闸管-电动机调速系统（简称V-M系统，又称静止的Ward-Leonard系统），VT是晶闸管可控整流器，通过调节触发装置GT的控制电压Uc来移动触发脉冲的相位，即可改变整流电压Ud，从而实现平滑调速。静止式可控整流器图1-1晶闸管可控整流器供电的直流调速系统（V-M系统）V

2、-M系统的问题由于晶闸管的单向导电性，它不允许电流反向，给系统的可逆运行造成困难。晶闸管对过电压、过电流和过高的dV/dt与di/dt都十分敏感，若超过允许值会在很短的时间内损坏器件。由谐波与无功功率引起电网电压波形畸变，殃及附近的用电设备，造成“电力公害”。V-M系统的几个主要问题：（1）触发脉冲相位控制；（2）电流脉动及其波形的连续与断续；（3）抑制电流脉动的措施；（4）晶闸管-电动机系统的机械特性；（5）晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数。（1）触发脉冲相位控制整流与逆变状态当0<</2时，Ud0>0，晶闸管装置处于整

3、流状态，电功率从交流侧输送到直流侧；当/2<<max时，Ud0<0，装置处于有源逆变状态，电功率反向传送。为避免逆变颠覆，应设置最大的移相角限制。(2)抑制电流脉动的措施在V-M系统中，脉动电流会产生脉动的转矩，对生产机械不利，同时也增加电机的发热。为了避免或减轻这种影响，须采用抑制电流脉动的措施，主要是：设置平波电抗器；增加整流电路相数；采用多重化技术。图1-2完整的V-M系统机械特性（3）V-M系统机械特性V-M系统机械特性的特点图1-2绘出了完整的V-M系统机械特性，分为电流连续区和电流断续区。由图可见：当电流连续时，特

4、性还比较硬；断续段特性则很软，而且呈显著的非线性，理想空载转速翘得很高。（4）晶闸管触发与整流装置动态结构Uc(s)Ud0(s)Uc(s)Ud0(s)(a)准确的（b）近似的图1-3晶闸管触发与整流装置动态结构图ssss返回目录2、直流脉宽调速系统（1）PWM变换器的工作状态和波形；（2）直流PWM调速系统的机械特性；（3）PWM控制与变换器的数学模型；（4）电能回馈与泵升电压的限制。1.不可逆PWM变换器（1）简单的不可逆PWM变换器简单的不可逆PWM变换器-直流电动机系统主电路原理图如图1-4所示，功率开关器件可以是任意一种全控型

5、开关器件，这样的电路又称直流降压斩波器。图1-4简单的不可逆PWM变换器-直流电动机系统VDUs+UgCVTidM+__E（a）电路原理图M•主电路结构21工作状态与波形在一个开关周期内，当0≤t

6、示的双管交替开关电路。当VT1导通时，流过正向电流+id，VT2导通时，流过–id。应注意，这个电路还是不可逆的，只能工作在第一、二象限，因为平均电压Ud并没有改变极性。图1-6有制动电流通路的不可逆PWM变换器主电路结构M+-VD2Ug2Ug1VT2VT1VD1E4123CUs+MVT2Ug2VT1Ug1表1-1二象限不可逆PWM变换器的不同工作状态2.桥式可逆PWM变换器可逆PWM变换器主电路有多种形式，最常用的是桥式（亦称H形）电路，如图1-7所示。这时，电动机M两端电压的极性随开关器件栅极驱动电压极性的变化而改变，其控制方式有

7、双极式、单极式、受限单极式等多种，这里只着重分析最常用的双极式控制的可逆PWM变换器。+UsUg4M+-Ug3VD1VD2VD3VD4Ug1Ug2VT1VT2VT4VT3132AB4MVT1Ug1VT2Ug2VT3Ug3VT4Ug4图1-7桥式可逆PWM变换器H形主电路结构双极式控制方式（1）正向运行：第1阶段，在0≤t≤ton期间，Ug1、Ug4为正，VT1、VT4导通，Ug2、Ug3为负，VT2、VT3截止，电流id沿回路1流通，电动机M两端电压UAB=+Us；第2阶段，在ton≤t≤T期间，Ug1、Ug4为负，VT1、VT4截止

8、，VD2、VD3续流，并钳位使VT2、VT3保持截止，电流id沿回路2流通，电动机M两端电压UAB=–Us；双极式控制方式（续）（2）反向运行：第1阶段，在0≤t≤ton期间，Ug2、Ug3为负，VT2、VT3截止，VD