电力电子技术课件.doc

电力电子技术课件.doc:..•电动机系统(V・M系统)的主要问题V・M系统木质上是带&L、E负载的品闸管可控整流电路,关于它的电路原理、电压和电流波形、机械特性等问题,都已在“电力电了技术”课程中讲授。为了承上启下,木节按照分析和设计直流调速系统的需要,重点归纳V-M系统的儿个重要问题:;;;-M系统的机械特性;。・3的系统屮,调节控制电压以,从而移动触发装置GT输出脉冲的相位,即可方便地改变可控整流器VT输出瞬时电压血的波形,以及输出平均电压S的数值。如果把整流装置内阻Rrec移到装査外边,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吋值咖和平均值%来表示,相当于用图1・7的等效电路代替图1-3实际的整流电路。 R L十►厶+£5 E/图1・7V・M系统主电路的等效电路图这时,瞬时电压平衡方程式可写作%二E+gR+ (1-3)d/式中 E—电动机反电动势(V);办一整流电流瞬时值(A):L—主电路总电感(H);R—主电路等效电阻(Q);R=Rrec+Ra+R“R*c—整流装置内阻,包括整流器内部的电阻、整流器件止向压降所对应的电阻整流变压器漏抗换相压降的电阻;凡一电动机电枢电阻心一平波电抗器电阻。对“do进行积分,即得理想空载整流电压平均值Soo用触发脉冲的相位角Ct控制整流电压的平均值So是晶闸管整流器的特点。%与触发脉冲相位角G的关系因整流电路的形式而界,对于一般的全控整流电路,当电流波形连续时,如二/⑷川用卜式表示… (7d0=一人sin—costz (1-4)7i m式中q—从自然换相点算起的触发脉冲控制角;Um—a=0时的整流电压波形峰值;加一交流电源一周内的幣流电压脉波数;对于不同的整流电路,它们的数值如表1-1所示。表1・1不同整流电路的整流电压值整流电路单相全波三相半波三相全波六相半波Um屁2*(①6是整流变压器二次侧额定和电压的有效值。由式(14)可知,当0<&<兀/2时,5。>0,品闸管装置处于整流状态,电功率从交流侧输送到直流侧;当nl2<a<a^时,So<O,装置处于有源逆变状态,电功率反向传送。图1・8绘出了相控整流器的电压控制曲线,其中有源逆变状态最多只能控制到某一•个最大的移相角a”祗,而不能调到兀,以免逆变颠覆。=2,3,6…,其数冃总是有限的,一般比直流电机每对极下换向片的数目要少得多。因此,输出电压波形不可能想肓流发电机那样平肓,除非主电路电感厶=8,否则输出电流总是冇脉动的。由于电流波形的脉动,可能出现电流连续和断续两种情况,这是系统不同于G・M系统的乂一个特点。当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。如图l・9a所示。当电感量鮫小或负载较轻时,在某一相导通示电流升高的阶段里,电感屮的储能较少;等到电流下降而下一相尚未被触发以前,电流己经衰减到零,于是,便造成电流波形断续的情况。如图l・9b所示。电流波形的断续给用平均值描述的系统带来一种非线性的因索,也引起机械特性的非线性,彩响系统的运行性能,因此,实际应用屮常希望尽最避免发生电流断续。・M系统屮,脉动电流会增加电机的发热,同时也产生脉动的转矩,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:1) 增加整流电路相数或釆用多重化技术。2) 设置平波电抗器;平波电抗器的电感量一般按低速轻载时保证电流连续的条件來选择。通常百先给定最小电流Ahnin(以A为单位),再利用它计算所需的总电感量(以mH为单位),减去电枢电感,即得平波电抗应有的电感值。对于单相桥式全控整流电路,总电感量的计算公式为(1-5)-^Almin三相半波整流电路厶=(1-6)二相桥式整流电路L=-^-(1-7)dmin—般取Idmin为电动机额定电流的5%-10% 晶闸管•电动机系统的机械特性当电流连续吋,系统的机械特性方程式为(1-8)I I777 TTn=—(Ud.-IdR)=—(-Umsin-cosa-)C, C.、兀 =心①n—电机在额定磁通下的电动势系数。式(1-8)等号右边%。改变控制角&得一族平行直线,