现代调速控制系统 教学配套课件 侯崇升 第3章 直流可逆调速系统及数字直流调速器.pdfVIP

第3章 直流可逆调速系统及 数字直流调速器 本章讨论生产工艺要求电动机既能正、反 转，又能快速起动、制动，实现四象限运行的 直流可逆调速系统；直流脉宽调速系统的特点 和相关问题；计算机数字控制技术在电力拖动 系统中的应用；介绍数字直流调节器的性能和 特点。 第3章 直流可逆调速系统及 数字直流调速器 3.1 可逆调速系统的电路结构及回馈制动 3.2 有环流可逆调速系统 3.3 逻辑无环流可逆调速系统 3.4 逻辑无环流可逆调速系统的 MATLAB/Simulink仿真 3.5 直流脉宽调速系统 3.6 数字直流调速器 本章小结 3.1 可逆调速系统的线路结构及回馈制动 3.1.1 可逆调速系统的可逆电路 3.1.2 V-M系统的回馈制动 3.1.3 可逆电路中的环流 3.1.1 可逆调速系统的可逆电路 有许多生产机械要求电动机能正、反转运行 ，这就 要求电力拖动系统具有四象限运行的特性，即需要 可逆的调速系统。 要实现电动机旋转方向的改变，就必须改变电动机 电磁转矩的方向。 由直流电动机的转矩公式： T ＝C ΦI e M d 可知，改变电磁转矩T 的方向有两种方案： e （1）电枢可逆，即在保持励磁磁通Φ恒定的前提下， 改变电动机电枢电流Id 的方向，实际上就是改变电动机电 枢电压U 的极性； d （2）励磁可逆 ，即在保持电枢电压Ud极性恒定的前提 下，改变励磁磁通Φ方向，即改变励磁电流i 的方向。 f 因此，可逆调速系统的可逆电路有两种方式-- 电枢反 接可逆电路和励磁反接可逆电路 。 1．电枢反接可逆电路 （1）接触器开关切换的可逆电路 图3-1 接触器触点切换的可逆电路 工作原理:晶闸管整流装置的输出 电压U 极性始终不 d 变 ，通过接触器KMF 、 KMR 切换改变电枢电压极性,实 现电动机正反转控制。 优点：仅需一组晶闸管装置，简单、经济。 缺点：有触点切换，动作噪声较大，开关寿命短；需 自由停车后才能反向，动作时间长。 应用：不经常正反转的生产机械。 （2）晶闸管开关切换的可逆线路 为了改进接触器开关切换可逆电路的缺点，采用无触 点的晶闸管代替接触器触点，见教材图3-2所示。 该电路适用于频繁正反转的中、小功率的可逆系统 。 （3）两组晶闸管装置反并联可逆电路 两组晶闸管可控整流装置反并联的可逆电路如图3-3所 示。 图3-3 两组晶闸管装置供电的可逆电路 a）可逆电路 b）运行范围 该电路适用于频繁正反转的可逆系统。 2 ．励磁反接可逆电路 图3-4 两组晶闸管反并联励磁反接可逆线路 优点：供电装置功率小 。由于励磁功率仅占电动机额 定功率的1% ~5%，因此，采用励磁反接方案，所需晶闸 管装置的容量小、投资少、效益高。 缺点：改变转向时间长。励磁反向的速度较慢；为加 快换向过程，常采用“强迫励磁” ；另外，电动机在反向过 程中，电动机可能出现“弱磁升速”现象，避免措施：在磁 通减弱时保证电枢电流为零 。 励磁反接的方案只适用于对快速性要求不高，正、反 转不太频繁的大容量可逆系统，如电力机车