项目四同步机励磁电源电路.ppt

任务四 三相桥式全控有源逆变 电路调试 电动机由正转过渡到反转：在此过程中，系统应能实现回馈制动，把电动机轴上的机械能变为电能回送到电网中去，此时电动机的电磁转矩变成制动转矩。在正转运行中的电动机需要反转时，应先使电动机迅速制动，因此就必须改变电枢电流的方向，但对Ⅰ组桥来说，电流不能反向流动，需要切换到Ⅱ组桥。但这种切换并不是把原来工作着的Ⅰ组桥触发脉冲封锁后，立即开通原来封锁着的Ⅱ组桥。因为已导通的晶闸管不可能在封锁的那一瞬间立即关断，而必须等到阳极电压降到零以后，主回路电流小于维持电流才能开始关断。 任务四 三相桥式全控有源逆变 电路调试 因此，切换过程是这样进行的：开始切换时，将Ⅰ组桥的触发脉冲后移到?I＞90°（?I＜90°)。由于存在机械惯性，反电动势E暂时未变。这时，Ⅰ组桥的晶闸管在E的作用下本应关断，但由于iD迅速减小，电抗器Ld中会产生下正上负的感应电动势，其值大于E，因此电路进入有源逆变状态，电抗器Ld中的一部分储能经Ⅰ组桥逆变反送回电网。注意，此间电动机仍处于电动工作状态，消耗Ld的另一部分储能。由于逆变发生在原本工作着的变流桥中，故称为“本桥逆变”。 任务四 三相桥式全控有源逆变 电路调试 当电流id下降到零后（id通过系统中装设的零电流检测环节检测），将Ⅰ组桥封锁，并延时3～10ms，待确保Ⅰ组桥恢复阻断后，再开放Ⅱ组桥的触发脉冲，使其进入有源逆变状态。此时电动机做“正转发电”运行，工作在第Ⅱ象限，电磁转矩变成制动转矩，电动机轴上的机械能经Ⅱ组变流桥变为交流电能回馈至电网。此间为了保持电动机在制动过程中有足够的转矩，使电动机快速减速，还应随着电动机转速的下降，不断地增加逆变角?Ⅱ，使Ⅱ组桥路输出电压Ud?随电动势E的减小而同步减小，则流过电动机的制动电流Id=（E?Ud?）/R在整个制动过程中维持在最大允许值。直至转速为零时，?Ⅱ=90°。此后，继续增大?Ⅱ，使?Ⅱ＞90°，则Ⅱ组桥进入整流状态，电动机开始反转，进入第Ⅲ象限的“反转电动”运行状态。 任务四 三相桥式全控有源逆变 电路调试 以上就是电动机由正转过渡到反转的全过程，即由第Ⅰ象限经第Ⅱ象限进入第Ⅲ象限的过程。同样，电动机从反转过渡到正转的过程是由第Ⅲ象限经第Ⅳ象限到第Ⅰ象限的过程。 由于任何时刻两组变流器都不会同时工作，因此不存在环流，更没有环流损耗，因此，用来限制环流的均衡电抗器（L1～L4）也可取消。 逻辑无环流可逆电路在工业生产中有着广泛的应用。然而，逻辑无环流系统的控制比较复杂，动态性能较差。在中小容量可逆拖动中有时采用下述有环流反并联可逆系统。 任务四 三相桥式全控有源逆变 电路调试 （二）有环流反并联可逆系统 有环流反并联可逆系统是反并联的两组变流桥同时都有触发脉冲，在工作中两组桥都能保持连续导通状态，负载电流id的反向也是连续变化的过程，不必象逻辑无环流系统那样依据检测id的方向来确定变流桥的阻断与开通，因而动态性能较好。但由于两组桥都参与工作，因而需要防止在两组桥之间出现直流环流。这就要求当一组桥工作在整流状态时，另一组桥必须工作在逆变状态，并严格保持?I=?Ⅱ或?Ⅱ=?I，也就是?I+?Ⅱ=180°。这样才能使两组桥的直流侧电压大小相等，极性逆串，不会产生直流环流。这种运行方式也称为?＝β工作制的配合控制。 任务四 三相桥式全控有源逆变 电路调试 ?＝β工作制触发脉冲的具体实施。用一个控制电压Uc控制Ⅰ、Ⅱ两组变流桥的控制角，使它们同步的向相反的方向变化。 ① 当Uc=0时，两组桥的控制角相等，均为90°，则?I=?Ⅱ(=?Ⅱ)=90°，电动机转速为零。 ② 当Uc增大时，Ⅰ组桥的触发脉冲左移，使?I＜90°，进入整流状态，交流电源通过Ⅰ组桥向电动机提供能量，电动机处于正转电动状态；Ⅱ组桥的触发脉冲右移相同角度，使βⅡ＜90°，（且βⅡ＝?I），此时Ⅱ组桥虽有输出电压Ud，但因不满足 ＞ 而没有逆变电流，称这种状态为待逆变状态。 任务四 三相桥式全控有源逆变 电路调试 ③ 欲使电动机反转，只要使Uc减小，可使?I与?Ⅱ同步增大，两组桥的直流输出电压值UdI、UdⅡ立即同步减小。但由于机械惯性的作用，E并未变化，因而有E＞UdI＝UdⅡ，E给Ⅱ组桥施以正向电压，使Ⅱ组桥满足了有源逆变条件而导通，产生逆变电流，该桥从待逆变状态转为逆变状态，电动机电流反向，产生制动转矩，使电动机降速；Ⅰ组桥则受到E的反向电压作用，但不能满足Ud＞E，因而没有直流电流输出，称这种状态为待整流状态。继续增大αI及?Ⅱ，并保持E稍大于Ud，则电动机在整个减速过程中能够始终产生制动转矩，从而实现快速制动。 任务四 三相桥式全控有源逆变 电路调试 ④ 当?I与?Ⅱ增至90°时，两组变流桥的输出