电力拖动自动控制系统(陈伯时)ppt1-2-3直流拖动控制系统教学文案.ppt

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1、电力拖动自动控制系统(陈伯时)ppt1-2-3直流拖动控制系统本节要点1.晶闸管—电动机系统中触发脉冲、电流脉动及其波形的连续与断续、解决电流脉动的方法。2.晶闸管-电动机系统的机械特性问题，及数学模型。难点：晶闸管——电动机系统的数学模型21.2晶闸管-电动机系统（V-M系统）的主要问题（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3静止式可控整流器图1-3晶闸管可控整流器供电的直流调速系统（V-M系统）41.2.1

2、*触发脉冲相位控制在如图可控整流电路中，调节触发装置GT输出脉冲的相位，即可很方便地改变可控整流器VT输出瞬时电压ud的波形，以及输出平均电压Ud的数值。5等效电路分析图1-7V-M系统主电路的等效电路图如果把整流装置内阻移到装置外边，看成是其负载电路电阻的一部分，那么，整流电压便可以用其理想空载瞬时值ud0和平均值Ud0来表示，相当于用图示的等效电路代替实际的整流电路。6式中—电动机反电动势；—整流电流瞬时值；—主电路总电感；—主电路等效电阻；且有R=Rrec+Ra+RL；EidLR瞬时电压平衡方程(1-3)7对ud0进行积分，

3、即得理想空载整流电压平均值Ud0。用触发脉冲的相位角控制整流电压的平均值Ud0是晶闸管整流器的特点。Ud0与触发脉冲相位角的关系因整流电路的形式而异，对于一般的全控整流电路，当电流波形连续时，Ud0=f()可用下式表示8式中—从自然换相点算起的触发脉冲控制角；—=0时的整流电压波形峰值；—交流电源一周内的整流电压脉波数；对于不同的整流电路，它们的数值如表1-1所示。Umm整流电压的平均值计算(1-5)9表1-1不同整流电路(全控)的整流电压值*注：U2是整流变压器二次侧额定相电压的有效值。10整流与逆变状态当0<</

4、2时，Ud0>0，晶闸管装置处于整流状态，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。相控整流器的电压控制曲线如下图111.2.2*电流脉动及其波形的连续与断续由于电流波形的脉动，可能出现电流连续和断续两种情况，这是V-M系统不同于G-M系统的又一个特点。当V-M系统主电路有足够大的电感量，而且电动机的负载也足够大时，整流电流便具有连续的脉动波形。当电感量较小或负载较轻时，在某一相导通后电流升高的阶段里，电感中的储能较少；等到电流下

5、降而下一相尚未被触发以前，电流已经衰减到零，于是，便造成电流波形断续的情况。12V-M系统主电路的输出图1-9V-M系统的电流波形a）电流连续b）电流断续OuaubucaudOiaibicictEUdtOuaubucaudOiaibicicEUdudttudidid131.2.3*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。14（1）平波电抗器的设置与计算单相桥式

6、全控整流电路三相半波整流电路三相桥式整流电路（1-6）（1-8）（1-7）15（2）多重化整流电路并联多重联结的12脉波整流电路如图电路为由2个三相桥并联而成的12脉波整流电路，使用了平衡电抗器来平衡2组整流器的电流。161.2.4晶闸管-电动机系统的机械特性当电流连续时，V-M系统的机械特性方程式为式中Ce=KeN—电机在额定磁通下的电动势系数。式（1-9）等号右边Ud0表达式的适用范围如第1.2.1节中所述。（1-9）17（1）电流连续情况改变控制角，得一族平行直线，这和G-M系统的特性很相似，如图1-10所示。图中电流较

7、小的部分画成虚线，表明这时电流波形可能断续，公式（1-9）已经不适用了。18上述分析说明：只要电流连续，晶闸管可控整流器就可以看成是一个线性的可控电压源。19当电流断续时，由于非线性因素，机械特性方程要复杂得多。以三相半波整流电路构成的V-M系统为例，电流断续时机械特性须用下列方程组表示(1-10)式中；—一个电流脉波的导通角。（2）电流断续情况20（3）电流断续机械特性计算当阻抗角值已知时，对于不同的控制角，可用数值解法求出一族电流断续时的机械特性。对于每一条特性，求解过程都计算到=2/3为止，因为角再大时，电流便

8、连续了。对应于=2/3的曲线是电流断续区与连续区的分界线。21图1-11完整的V-M系统机械特性（4）V-M系统机械特性22（5）V-M系统机械特性的特点图1-11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