馬昕北京化工大學計算機模擬與系統(tǒng)安全工程研究中心教育部化工安全工程研究中心國家安全生產監(jiān)督管理總局危險化學品生產系統(tǒng)故障預防及監(jiān)控基礎實驗室北京化工大學信息科學與技術學院第三章可逆調速系統(tǒng)2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)2主要內容結構與特點電樞反接可逆線路勵磁反接可逆線路晶閘管裝置的逆變狀態(tài)與直流電動機的回饋制動晶閘管整流電路的整流與逆變的狀態(tài)直流電動機的回饋制動環(huán)流環(huán)流及其種類直流平均環(huán)流與配合控制自然環(huán)流可逆調速系統(tǒng)重點內容2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)3主要內容結構與特點電樞反接可逆線路勵磁反接可逆線路晶閘管裝置的逆變狀態(tài)與直流電動機的回饋制動環(huán)流2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)4一、結構與特點對應有兩種可逆線路的實現方式：

電樞反接可逆線路和勵磁反接可逆線路可逆調速系統(tǒng)：電動機能改變其旋轉方向2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)5１．電樞反接可逆線路使用接觸器切換的可逆線路，適用于不經常正反轉的生產機械使用晶閘管開關切換的可逆線路，適用于中小容量的可逆拖動適用于要求頻繁正反轉運行的機械電動機正轉時由正組晶閘管供電；反轉時由反組晶閘管供電兩組晶閘管分別由兩套觸發(fā)裝置控制一般情況下不允許兩組晶閘管同時處于整流狀態(tài)一套開關＆一套晶閘管裝置供電：兩套晶閘管裝置可逆供電：兩套晶閘管裝置可以反并聯(lián)連接，也可以交叉連接2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)6１．電樞反接可逆線路用接觸器切換的可逆線路用晶閘管開關切換的可逆線路動畫演示2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)7１．電樞反接可逆線路動畫演示2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)8１．電樞反接可逆線路2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)9２．勵磁反接可逆線路優(yōu)點： 投資較少，經濟性好缺點：１．反向時間過長，需要“強迫勵磁〞２．在磁通減弱時要控制電樞電流為零適用于對快速性要求不高，正反轉不太頻繁的大容量可逆系統(tǒng)2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)10主要內容結構與特點晶閘管裝置的逆變狀態(tài)與直流電動機的回饋制動晶閘管整流電路的整流與逆變的狀態(tài)直流電動機的回饋制動環(huán)流2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)11基本概念：整流：AC整流器DC逆變：DC逆變器AC

有源逆變：將DC逆變?yōu)榕c電網同頻率的AC反送到電網上

（直流調速中會遇到的問題）

無源逆變：將DC逆變?yōu)槟骋活l率或頻率可調的AC供給負載

（交流調速的基礎）二、晶閘管裝置的

逆變狀態(tài)與直流電動機的回饋制動2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)12電動狀態(tài)逆變狀態(tài)負載為電動機時的電動狀態(tài)與逆變狀態(tài)：電動狀態(tài)：逆變狀態(tài)：二、晶閘管裝置的

逆變狀態(tài)與直流電動機的回饋制動2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)13二、晶閘管裝置的

逆變狀態(tài)與直流電動機的回饋制動2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)14二、晶閘管裝置的

逆變狀態(tài)與直流電動機的回饋制動直流電動機的制動方式通常有：自由停車、能耗制動、反接制動、回饋制動停車制動與位能性負載下放重物的制動有區(qū)別：停車制動是電動機由運行值下降的過渡過程〔制動過程〕；位能性負載下放重物的制動是一種轉速穩(wěn)定的運行狀態(tài)〔制動運行〕停車制動電動機工作在第二象限；位能性負載下放重物的制動電動機工作在第四象限2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)15不可逆變流器二、晶閘管裝置的

逆變狀態(tài)與直流電動機的回饋制動電動機停車制動時要經過晶閘管整流裝置回饋能量，晶閘管裝置必須工作在逆變狀態(tài)，并且要求電流反向，此時不可逆變流器無法勝任該工作。必須有另外一組晶閘管工作在逆變狀態(tài)來完成停車制開工作，這就要求有兩組晶閘管裝置組成可逆線路2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)16

電動機正向電動運行時，正組晶閘管工作在整流狀態(tài)，反組晶閘管裝置不工作；減速制動時，反組晶閘管裝置工作在逆變狀態(tài)，正組晶閘管停止工作，電動機處于發(fā)電狀態(tài)。即使不要求電動機正反轉只要求快速制動減速，也應該采用兩組晶閘管整流裝置的反并聯(lián)線路二、晶閘管裝置的

逆變狀態(tài)與直流電動機的回饋制動可逆變流器2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)17二、晶閘管裝置的

逆變狀態(tài)與直流電動機的回饋制動工作狀態(tài)正向運行正向制動反向運行反向制動電樞端電壓極性＋＋－－電樞電流極性＋－－＋電動機旋轉方向＋＋－－電動機運行狀態(tài)電動回饋發(fā)電電動回饋發(fā)電晶閘管工作的組別和狀態(tài)正組整流反組逆變反組整流正組逆變機械特性所在象限1234動畫演示2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)18主要內容結構與特點晶閘管裝置的逆變狀態(tài)與直流電動機的回饋制動環(huán)流環(huán)流及其種類直流平均環(huán)流與配合控制自然環(huán)流可逆調速系統(tǒng)2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)19三、環(huán)流環(huán)流：不流過電動機或負載，而直接在兩組晶閘管之間流動的短路電流缺點：加重晶閘管負擔，消耗無用功率；優(yōu)點：可作為晶閘管的根本負載電流使得電流連續(xù)，防止電流斷續(xù)引起的非線性影響2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)20三、環(huán)流

瞬時脈動環(huán)流只能抑制，無法消除。抑制的方法是在環(huán)流回路串入環(huán)流電抗器（均衡電抗器）

動態(tài)環(huán)流不可控，無法消除，穩(wěn)態(tài)時既會消失主要研究直流平均環(huán)流2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)21１．直流平均環(huán)流與配合控制正組晶閘管VF和反組晶閘管VR都處于工作狀態(tài)時將造成電源短路，該短路電流就是直流平均環(huán)流2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)22１．直流平均環(huán)流與配合控制

為了對環(huán)流有效地加以控制，需要使正組晶閘管VF的控制角αf和反組晶閘管VR的控制角αr兩者之間滿足一定的關系，將其稱為配合控制2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)23１．直流平均環(huán)流與配合控制2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)24１．直流平均環(huán)流與配合控制GTF：正組觸發(fā)裝置GTR：反組觸發(fā)裝置AR：反號器觸發(fā)裝置的移相控制特性2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)25１．直流平均環(huán)流與配合控制2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)26２．自然環(huán)流可逆調速系統(tǒng)定義：按配合控制，系統(tǒng)中沒有直流平均環(huán)流僅有脈動環(huán)流的有環(huán)流可逆調速系統(tǒng)工作制配合控制的有環(huán)流可逆調速系統(tǒng)原理框圖2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)27２．自然環(huán)流可逆調速系統(tǒng)電動機正常運行時，一組晶閘管裝置處于整流狀態(tài)，另一組晶閘管裝置處于“待逆變狀態(tài)”電動機若需要制動，整流組晶閘管進入“待整流狀態(tài)”，待逆變組晶閘管真正開始逆變，電動機回饋電能配合控制時，只有一組晶閘管裝置投入使用，另一組處于等待工作狀態(tài)為避免出現狀態(tài)，一般在整定零位時應留出一定裕度，使零位應整定在值不易過大，值縮小了移相范圍，并出現控制死區(qū)2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)28２．自然環(huán)流可逆調速系統(tǒng)工作制配合控制的有環(huán)流可逆調速系統(tǒng)原理框圖2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)29２．自然環(huán)流可逆調速系統(tǒng)工作制配合控制的有環(huán)流可逆調速系統(tǒng)原理框圖正向制動過程波形波形及主回路狀態(tài)動畫演示2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)30本章小結對于需要快速電氣制動的不可逆調速系統(tǒng)和可逆運行的生產機械均要采用可逆線路采用兩組晶閘管裝置反并聯(lián)或交叉連接是可逆系統(tǒng)中的典型線路，但是隨之而來的是可逆系統(tǒng)中的重要問題——環(huán)流按照環(huán)流控制方法的不同，可逆系統(tǒng)分為有環(huán)流系統(tǒng)和無環(huán)流系統(tǒng)。有環(huán)流系統(tǒng)又可以分為自然環(huán)流和可控環(huán)流可逆系統(tǒng)；無環(huán)流系統(tǒng)分為邏輯無環(huán)流和錯位無環(huán)流自然環(huán)流可逆調速系統(tǒng)采用配合控制，沒有直流環(huán)流，但是會產生脈動環(huán)流2023/7/10第三章可逆調速系統(tǒng)31本章重點內容

環(huán)流的概念、分類、優(yōu)缺點配合控制的概念如何通過配合控制實現自然環(huán)流2023/7/10