1、2022/8/201第四章 可逆調(diào)速控制系統(tǒng)和全數(shù)字調(diào)速控制器本講主要內(nèi)容： 第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及回饋制動第411講第421講電樞電流第4章 可逆調(diào)速控制系統(tǒng)和全數(shù)字調(diào)速控制器本章的主要內(nèi)容： 1、反并聯(lián)可逆調(diào)速控制系統(tǒng)的構(gòu)造過程及工作原理第3章解決了控制系統(tǒng)時間最優(yōu)起動問題和無超調(diào)(振蕩次數(shù))問題，但是沒有解決時間最優(yōu)制動問題（例如：轉(zhuǎn)速由高變低的失控問題）。轉(zhuǎn)速給定實際轉(zhuǎn)速電樞電流第四章可逆調(diào)速控制系統(tǒng)和全數(shù)字調(diào)速控制器本章的主要內(nèi)容： 1、反并聯(lián)可逆調(diào)速控制系統(tǒng)的構(gòu)造過程及工作原理第3章解決了控制系統(tǒng)時間最優(yōu)起動問題和無超調(diào)(振蕩次數(shù))問題，但是沒有解決時間最優(yōu)制動問題

2、（例如：轉(zhuǎn)速由高變低的失控問題）。轉(zhuǎn)速給定實際轉(zhuǎn)速第四章可逆調(diào)速控制系統(tǒng)和全數(shù)字調(diào)速控制器本章的主要內(nèi)容： 1、反并聯(lián)可逆調(diào)速控制系統(tǒng)的構(gòu)造過程及工作原理 用反并聯(lián)可逆調(diào)速系統(tǒng)不但解決了控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速由高變低時的失控問題，還解決了時間最優(yōu)制動問題以及電流斷續(xù)對控制系統(tǒng)性能的影響。電樞電流轉(zhuǎn)速給定實際轉(zhuǎn)速第四章可逆調(diào)速控制系統(tǒng)和全數(shù)字調(diào)速控制器本章的主要內(nèi)容： 1、反并聯(lián)可逆調(diào)速控制系統(tǒng)的構(gòu)造過程及工作原理 用反并聯(lián)可逆調(diào)速系統(tǒng)不但解決了控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速由高變低時的失控問題，還解決了時間最優(yōu)制動問題以及電流斷續(xù)對控制系統(tǒng)性能的影響。電樞電流轉(zhuǎn)速給定實際轉(zhuǎn)速第四章可逆調(diào)速控制系統(tǒng)和全數(shù)字調(diào)速控制器本

3、章的主要內(nèi)容： 1、反并聯(lián)可逆調(diào)速控制系統(tǒng)的構(gòu)造過程及工作原理典型配合控制的有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)為了解決對電動機的高精度控制問題2、直流脈寬調(diào)速控制系統(tǒng)的構(gòu)造過程及工作原理脈寬調(diào)速產(chǎn)生的背景可逆脈寬調(diào)速控制系統(tǒng)的構(gòu)造過程及工作原理。第四章可逆調(diào)速控制系統(tǒng)和全數(shù)字調(diào)速控制器本章的主要內(nèi)容： 1、反并聯(lián)可逆調(diào)速控制系統(tǒng)的構(gòu)造過程及工作原理典型配合控制的有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)為了解決對電動機的高精度控制問題2、直流脈寬調(diào)速控制系統(tǒng)的構(gòu)造過程及工作原理脈寬調(diào)速產(chǎn)生的背景可逆脈寬調(diào)速控制系統(tǒng)的構(gòu)造過程及工作原理。第四章可逆調(diào)速控制系統(tǒng)和全數(shù)字調(diào)速控制器本章的主要內(nèi)容

4、： 1、反并聯(lián)可逆調(diào)速控制系統(tǒng)的構(gòu)造過程及工作原理典型配合控制的有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)2、直流脈寬調(diào)速控制系統(tǒng)的構(gòu)造過程及工作原理脈寬調(diào)速產(chǎn)生的背景可逆脈寬調(diào)速控制系統(tǒng)的構(gòu)造過程及工作原理。3、全數(shù)字直流調(diào)速器構(gòu)造特點、參數(shù)設(shè)置及常見維修方法4、自動控制系統(tǒng)設(shè)計舉例。2022/8/209在第3章所介紹的多閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)由于只解決了電動機的時間最優(yōu)起動問題，而沒有解決時間最優(yōu)制動問題，所以稱這種系統(tǒng)為不可逆調(diào)速系統(tǒng)。最優(yōu)制動問題第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及其回饋制動2022/8/2010在第3章所介紹的多閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)由于只解決了電動機的時間最優(yōu)起動問題，而沒有解

5、決時間最優(yōu)制動問題，所以稱這種系統(tǒng)為不可逆調(diào)速系統(tǒng)。第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及其回饋制動2022/8/2011第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及其回饋制動所謂最優(yōu)制動：在充分發(fā)揮電動機過載能力的條件下和其它條件能允許的情況下，運動物體的制動時間最短并且運動物體所減少的能量能回饋給電網(wǎng)或被其它用電設(shè)備回收利用。我們模仿在實現(xiàn)最優(yōu)時間起動時控制系統(tǒng)的構(gòu)造過程，在理論上很容易就能解決這個問題，如圖所示。電樞電流轉(zhuǎn)速給定實際轉(zhuǎn)速2022/8/2012第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及其回饋制動所謂最優(yōu)制動：在充分發(fā)揮電動機過載能力的條件下和其它條件能允許的情況下，運動物體的制動時間

6、最短并且運動物體所減少的能量能回饋給電網(wǎng)或被其它用電設(shè)備回收利用。我們模仿在實現(xiàn)最優(yōu)時間起動時控制系統(tǒng)的構(gòu)造過程，在理論上很容易就能解決這個問題，如圖所示。電樞電流轉(zhuǎn)速給定實際轉(zhuǎn)速2022/8/2013第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及其回饋制動最優(yōu)起動與制動思想：在電動機起動時維持最大允許的起動電流不變：實現(xiàn)了時間最優(yōu)起動控制；在電動機制動時維持最大允許的制動電流不變：實現(xiàn)了時間最優(yōu)制動控制。對于晶閘管-電動機系統(tǒng)如何來實現(xiàn)這種最優(yōu)制動控制思想呢？電樞電流轉(zhuǎn)速給定實際轉(zhuǎn)速2022/8/2014第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及其回饋制動一、可逆運行理論分析 如果負(fù)載不變，給定電壓突然

7、降低，由于主電路的電流不能反向而導(dǎo)致電樞電流不能迅速進(jìn)入第象限，失去了對降速過程的控制機會。那么如何讓電樞電流迅速突降甚至反向呢？2022/8/2015第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及回饋制動一、可逆運行理論分析 盡管單純一組晶閘管整流系統(tǒng)的電樞電流不能迅速反向(不能進(jìn)入第象限)，但是當(dāng)電機帶位能負(fù)載時，單純一組晶閘管整流系統(tǒng)能由第象限迅速進(jìn)入第象限。2022/8/2016第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及回饋制動一、可逆運行理論分析 盡管單純一組晶閘管整流系統(tǒng)的電樞電流不能迅速反向(不能進(jìn)入第象限)，但是當(dāng)電機帶位能負(fù)載時，單純一組晶閘管整流系統(tǒng)能由第象限迅速進(jìn)入第象限。 系統(tǒng)在第

8、象限電樞電流盡管沒有改變方向，但是系統(tǒng)處于逆變狀態(tài)，整流極性發(fā)生了變化。如右圖所示。 2022/8/2017第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及回饋制動一、可逆運行理論分析系統(tǒng)在第象限電樞電流盡管沒有改變方向，但是系統(tǒng)處于逆變狀態(tài)，整流極性發(fā)生了變化。如右圖所示。 注意：晶閘管整流裝置處于逆變狀的條件是什么？2022/8/2018第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及回饋制動一、可逆運行理論分析 我們也很自然的想到： 反向電動狀態(tài)的晶閘管整流系統(tǒng)也能從第象限進(jìn)入第象限。2022/8/2019第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及回饋制動一、可逆運行理論分析 我們也很自然的想到： 反向電動狀態(tài)

9、的晶閘管整流系統(tǒng)也能從第象限進(jìn)入第象限。2022/8/2020第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及回饋制動一、可逆運行理論分析 從能量守恒的觀點出發(fā)，我們也很容易產(chǎn)生了這樣的一種想法：當(dāng)需要制動時，為了讓電機的動能迅速降低，讓工作在第象限的電動機迅速工作在第象限，并且讓處于逆變狀態(tài)的反組晶閘管整流系統(tǒng)將能量吸收。2022/8/2021第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及回饋制動一、可逆運行理論分析 這樣作不但讓電樞電流迅速突降，也將電機降低的動能轉(zhuǎn)換成電能回饋給了電網(wǎng)。 同理，如果反向電動狀態(tài)的晶閘管整流系統(tǒng)的電樞電流需要迅速突降，可將正組晶閘管整流系統(tǒng)工作在第象限（逆變狀態(tài)）。2022/

10、8/2022第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及回饋制動一、可逆運行理論分析 綜上所述：晶閘管整流極性與電動機的原狀態(tài)相反可使電樞電流迅速突降。 2022/8/2023第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及回饋制動一、可逆運行理論分析 綜上所述：晶閘管整流極性與電動機的原狀態(tài)相反可使電樞電流迅速突降。 從電機拖動的理論說：晶閘管整流極性與電動機的原狀態(tài)相反可使晶閘管-電動機系統(tǒng)能夠在四個象限內(nèi)迅速轉(zhuǎn)換運行。2022/8/2024第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及回饋制動一、可逆運行理論分析 綜上所述：晶閘管整流極性與電動機的原狀態(tài)相反可使電樞電流迅速突降。 從電機拖動的理論說：晶閘管整流

11、極性與電動機的原狀態(tài)相反可使晶閘管-電動機系統(tǒng)能夠在四個象限內(nèi)迅速轉(zhuǎn)換運行。2022/8/2025第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及回饋制動一、可逆運行理論分析在實際工程中如何才能使晶閘管整流極性與電動機的原狀態(tài)相反的呢？ 也就是在實際工程中如何才能讓晶閘管電動機系統(tǒng)中的直流電動機迅速反向運行？2022/8/2026第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及回饋制動二、晶閘管-電機系統(tǒng)四個象限運行方法 能夠?qū)崿F(xiàn)晶閘管可控整流器極性與電動機的原狀態(tài)相反的方法有兩大類：其一：改變加在電動機電樞兩端電源的極性；其二：改變加在電動機勵磁兩端電源的極性。 改變加在電動機勵磁兩端電源極性的這種方法顯然不能

12、滿足快速制動的要求，因為勵磁回路的電感比較大，所以慣性也比較大。經(jīng)常采用的是改變加在電動機電樞兩端電源極性的方法，實現(xiàn)改變電動機電樞極性的方法有如下三種：2022/8/2027第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及回饋制動二、晶閘管-電機系統(tǒng)的四個象限運行方法 （1）有觸點開關(guān)可逆線路原理圖如右圖所示。這種方案的主要優(yōu)點是：控制簡單，造價低。2022/8/2028第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及回饋制動二、晶閘管-電機系統(tǒng)的四個象限運行方法 （1）有觸點開關(guān)可逆線路原理圖如右圖所示。 這種方案的主要優(yōu)點是：控制簡單，造價低。主要缺點是：1) 正反兩組切換時有死區(qū)、不能滿足快速制動的要求；

13、2) 壽命低、有噪聲。2022/8/2029第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及回饋制動二、晶閘管-電機系統(tǒng)的四個象限運行方法 （2） 無觸點開關(guān)可逆線路原理圖如右圖所示。這種方案的主要優(yōu)點是：控制簡單、可靠性較高、壽命高、無噪聲。 2022/8/2030第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及回饋制動二、晶閘管-電機系統(tǒng)的四個象限運行方法 （2）無觸點開關(guān)可逆線路原理圖如右圖所示。這種方案的主要優(yōu)點是：控制簡單，可靠性較高、壽命高、無噪聲。 主要缺點是： 正反兩組切換時死區(qū)時間太長，不能滿足快速制動的要求。2022/8/2031第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及回饋制動二、晶閘管-電機系

14、統(tǒng)的四個象限運行方法 （3）兩組晶閘管反并聯(lián)可逆線路 最理想的方案如右圖所示。選擇反并聯(lián)方案可逆線路的主要原因是：1) 無觸點式開關(guān)換向，壽命高、無噪聲；2) 正反兩組切換時可以實現(xiàn)無死區(qū)或基本無死區(qū)切換、能滿足各種快速制動的要求。3) 兩組對稱容易實現(xiàn)系統(tǒng)集成制造，并能提高控制系統(tǒng)的可靠性。 2022/8/2032第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及回饋制動二、晶閘管-電機系統(tǒng)的四個象限運行方法（3）兩組晶閘管反并聯(lián)可逆線路反并聯(lián)可逆線路的缺點是：如果正反兩組配合不好就會出現(xiàn)兩個可控整流電源發(fā)生短路的現(xiàn)象。晶閘管整流裝置處于逆變狀態(tài)使得電動機的動能變成電能回饋給了電網(wǎng)，那么如何讓晶閘管整流裝置處于逆變狀態(tài)呢？2022/8/2033第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的可逆線路及回饋制動三、 晶閘管 -電動機系統(tǒng)的回饋制動條件 “ 電力電子技術(shù)”的知識告訴我們：對于電動機負(fù)載，晶閘管可控整流裝置要實現(xiàn)有源逆變必須滿足兩個條件： 1)內(nèi)部條件： 控制角90，使晶閘管可控整流裝置側(cè)產(chǎn)生一個負(fù)的平均電壓-Ud。2)外部條件： 外電路必須要有一個直流電源，并且極性必須與-Ud0的極性相同，其數(shù)值應(yīng)稍大于 -Ud0 ，以產(chǎn)生和維持逆變電流。 Uct0整流Uct0逆變Uct0停機Uct0整流Uct0逆變Uct0停機2022/8/2034第一節(jié) 晶閘管-電動機系統(tǒng)的