第四章 直流脉宽调速系统.ppt

直流拖动控制系统
电力拖动自动控制系统
第 1 篇
第4章直流脉宽调速系统
本章着重讨论直流脉宽调速系统控制电路及机械特性。
本章提要
直流调速系统用的可控直流电源
直流脉宽调速系统的主要问题
反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计
反馈控制闭环直流调速系统的动态分析和设计
比例积分控制规律和无静差调速系统
直流调速系统用的可控直流电源
根据前面分析,调压调速是直流调速系统的主要方法,而调节电枢电压需要有专门向电动机供电的可控直流电源。
本节介绍几种主要的可控直流电源。
常用的可控直流电源有以下三种
旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组,以获得可调的直流电压。
静止式可控整流器——用静止式的可控整流器,以获得可调的直流电压。
直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电,利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制,以产生可变的平均电压。
静止式可控整流器
图4-1 晶闸管可控整流器供电的直流调速系统(V-M系统)
V-M系统工作原理
晶闸管-电动机调速系统(简称V-M系统,又称静止的Ward-Leonard系统),图中VT是晶闸管可控整流器,通过调节触发装置 GT 的控制电压 Uc 来移动触发脉冲的相位,即可改变整流电压Ud ,从而实现平滑调速。
V-M系统的特点
与G-M系统相比较:
晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提高,而且在技术性能上也显示出较大的优越性。晶闸管可控整流器的功率放大倍数在10 4 以上,其门极电流可以直接用晶体管来控制,不再像直流发电机那样需要较大功率的放大器。
在控制作用的快速性上,变流机组是秒级,而晶闸管整流器是毫秒级,这将大大提高系统的动态性能。
V-M系统的基本问题
由于晶闸管的单向导电性,它不允许电流反向,给系统的可逆运行造成困难。
晶闸管对过电压、过电流和过高的dV/dt与di/dt 都十分敏感,若超过允许值会在很短的时间内损坏器件。
由谐波与无功功率引起电网电压波形畸变,殃及附近的用电设备,造成“电力公害”。
电流的谐波分量,在深调速是转矩脉动大,限制了调速范围;
深调速时功率因素低,限制了调速范围;
要克服上述困难,需加大平波电抗器的电感。
V-M系统难以克服的固有问题
电感量大限制了系统的快速性。