第2章 节 直流可逆调速系统和弱磁控制 《电机运动控制系统》课件.pptVIP

第2章 直流可逆调速系统和弱磁控制 2.1 晶闸管直流可逆调速系统 2.2 直流PWM可逆调速系统 2.3 直流调速系统的弱磁控制 2.1 晶闸管直流可逆调速系统2.1.1 晶闸管直流可逆调速系统主电路 电动机的正转和反转都可以归结于电动机的转矩控制，这有两种情况，（1）电动机正转和反转时电动机负载的转矩方向不变。（2）负载转矩方向随转向而改变 一 电动机正转和反转时电动机负载的转矩方向不变。 升降机可逆调速原理图 二 负载转矩随转向改变时的可逆调速 晶闸管变流器 可逆电路 PWM变流器 H型电路 2.1.2 反并联可逆系统的环流 “环流”是不经过电动机，只在两台变流器中流通的电流。 直流环流是由两台变流器输出的平均电压不等而产生的， 脉动环流是两台变流器输出电压的瞬时值不等而产生的。 环流有“直流环流”和“脉动环流”两种， 一台变压器供电（反并联连接） 二条环流通路 两台整流变压器供电（交叉连接） 一条环流通路 2.1.4 可逆调速系统制动过程 一 本桥逆变阶段 电机制动或反转，电枢电流要经历下降到0，然后再反向的过程。其中电流下降意味着电枢回路的电感在释放储能，是电感储能在维持下降中的电流，电流方向不变，对正转制动，电流仍流经正组变流器（图2.5），这时应将正组变流器从整流拉到逆变状态 二 反桥建流阶段 正向电流下降到 0，本桥(VF）逆变结束， 要开始输出电流 ，电枢电流 从0上升且方向改变，系统进入反桥建流阶段 反组变流器控制角为 三 回馈制动阶段 反桥建流中，当反向电流上升到允许的最大值时，由系统的控制将使反组变流器的控制角从 反组变流器从整流改变为逆变状态，电动机进入了回馈制动阶段。电动机动能转化为电能经反组变流器回馈电源，转速迅速下降 表2.1 电动机正转时电动机和变流器的工作状态 正转 电动机 正转起动 正转制动 子阶段 I电流上升 II恒流起动 III转速调节 I II III 电流下降 反向建流 恒流制动 电动机状态 电动 电动 反接制动 回馈制动 正组变流器 VF 整流 本桥逆变 封锁 （待逆变） 封锁 （待整流） 反组变流器 VR 封锁 （待逆变） 封锁 （待逆变） 整流 逆变 2.1.5 逻辑无环流可逆调速系统一 逻辑无环流可逆调速系统组成 逻辑无环流系统中，任何时候两台变流器只有一台工作（开放），另一台不工作（封锁），这由逻辑控制器DLC实现。 二 逻辑控制器DLC 两路输入信号 两路输出信号 ， 控制正组触发器GTF的脉冲输出， 控制反组触发器GTR的脉冲输出。 DLC逻辑切换的条件（1） 极性改变——逻辑切换的必要条件， ——逻辑切换的充分条件 逻辑控制器的组成包括电平检测，逻辑判断，延时控制和连锁保护四部分 1. 电平检测 检测 极性和 的零电流信号。 极性为“－”时，输出转矩极性信号 极性为“＋”时，输出转矩极性信号 有电流 时，零电流信号 ， 电流下降到0时 时，零电流信号 2. 逻辑切换 转矩信号 极性（0或1）发生变化 且零电流信号 后发出变流器工作状态切换信号， 若封锁正组，开放反组 ， 若封锁反组，开放正组 ， 3. 延时控制 封锁延时 经过一定延时再发出封锁信号，以确保电流下降到0后，再封锁本组逆变器 开放延时 在一组变流器封锁后，还需要经过一定延时才能开放另一组，以确保被封锁组晶闸管可靠关断 4. 连锁保护 确保逻辑控制器输出信号 互反 一旦出现 同时为“1”的情况时 使逻辑控制器输出信号 都为“0” 在数字化调速系统中，调节器和逻辑控制器都由软件实现 三 逻辑无环流直流可逆系统工作过程 1. 正转起动和运行 2. 正转制动 （1）本组逆变阶段 （2）它组建流阶段 （3）回馈制动阶段 2.1.6 逻辑无环流系统仿真 一 晶闸管逻辑无环流可逆系统模型 二 逻辑控制模块 延时模块 模型电源，晶闸管整流器，电动机，转速调节器，电流调节器等参数同例1.2，逻辑控制器延时取0.002s，仿真算法ode23tb。电动机0.1s时加额定负载171N.m, 转速响应 电枢电流波形 2.2 直流PWM可逆调速系统2.2.1 直流PWM可逆调速系统组成 双极式调制的PWM斩波可逆控制过程 2.2.2 PWM可逆调速系统正反转工作状态 正向电流 零电流 反向电流 2.2.2 PWM可逆调速系统正反转工作状态 正转 转速给定 ASR和ACR输出都为＋， 、 的宽度大于 、 在T1、T3导通时Id电流自滤波电容C“+”端 PWM调制器输出的驱动脉冲 →T3 →电容C