《第二十三讲 20直流PWM变换器-电动机系统及开环调速系统机械特性》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二十三讲 20直流PWM变换器-电动机系统及开环调速系统机械特性（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、0,电力传动控制系统,上海开放大学,1,第二十三讲直流PWM变换器-电动机系统及开环调速系统机械特性,2,不可逆PWM变换器 电流可逆PWM变换器 桥式PWM变换器 开环调速系统机械特性,内容提要,3,用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而改变平均输出电压的大小，以调节电动机转速。 称为直流脉宽调速系统，或直流PWM调速系统。,直流PWM变换器-电动机系统,4,与V-M系统相比，PWM调速系统在很多方面有较大的优越性。 （1）主电路简单，需用的电力电子器件少； （2）开关频率高，电流容易连续； （3）低速性能好，稳速精度高，调速范围宽； （4）动
2、态响应快，抗扰能力强。,直流PWM变换器-电动机系统,5,不可逆，又称直流降压斩波器。,1.不可逆PWM变换器,6,在一个开关周期T内， Ug为正，VT饱和导通，电源电压Us通过VT加到直流电动机电枢两端。 Ug为负， VT关断，电枢电路中的电流通过续流二极管VD续流，直流电动机电枢电压近似等于零。,不可逆PWM变换器,7,直流电动机电枢两端的平均电压为 占空比 改变占空比，即可实现直流电动机的调压调速。,不可逆PWM变换器,8,不可逆PWM变换器电流不能反向， 续流二极管VD的作用只是为电枢电流id提供一个续流的通道。 要实现电动机的制动，必须提供反向电流通道。,不可逆PWM变换器,9,电流
3、可逆PWM变换器 正向电流通路：VT1，VD2正向续流二极管。 反向电流通路：VT2，VD1反向续流二极管。,2.电流可逆PWM变换器,10,电动状态， id始终为正。 0tton ， VT1导通，VT2关断。电流id沿回路1流通。 tontT ， VT1关断，id沿回路2经二极管VD2续流。 VT1和VD2交替导通， VT2和VD1始终关断。,电流可逆PWM变换器,11,轻载电动状态，电流id在正负方向之间脉动，平均电流等于负载电流，一个周期分成四个阶段。 VT1、VD2、VT2和VD1轮流导通。,电流可逆PWM变换器,12,制动状态， id始终为负。 0tton ， VT2导通，VT1关断
4、。电流id沿回路3流通。 tont1/2，0，输出平均电压为正； 当1/2， 0，输出平均电压为负； 当=1/2， =0，输出平均电压为零。 输出电压瞬时值正负相间。,桥式PWM变换器,18,桥式PWM变换器有下列优点： （1）电枢电流连续； （2）可使电动机在四象限运行； （3）电动机停止时有微振电流，能消除静磨擦死区； （4）低速平稳性好，系统的调速范围大； （5）低速时，每个开关器件的驱动脉冲仍较宽，有利于保证器件的可靠导通。,桥式PWM变换器,19,电压方程机械特性或用电流表示,直流PWM调速系统机械特性,20,机械特性 不可逆PWM，第象限 电流可逆PWM，第、 象限 桥式PWM，四
5、象限,直流PWM调速系统机械特性,21,PWM控制器与变换器框图 传递函数 推导方法与晶闸管整流器相同，只是Ts小得多。,PWM变换器传递函数,22,开环调速系统，即无反馈控制的直流调速系统。调节控制电压Uc就可以改变电动机的转速。 晶闸管整流器和PWM变换器都是可控的直流电源，用UPE来统一表示可控直流电源。,4.开环调速系统机械特性,23,开环调速系统结构与机械特性,开环调速系统机械特性,24,各环节的稳态关系 电力电子变换器 直流电动机开环调速系统的机械特性,开环调速系统机械特性,25,稳态结构图不同转速下的静差率,开环调速系统稳态分析,特性a和b的硬度相同，额定速降nN相同。 特性a和b的静差率s不同,理想空载转速低，静差率s大。,26,调速范围D、静差率s和额定速降nN间的关系要求s值越小时，系统能够允许的调速范围D也越小。 调速范围，是指在最低速时还能满足所需静差率的转速可调范围。,开环调速系统稳态分析,本讲要点,27,三种PWM变换器结构及工作原理 PWM变换器输出电压与电流 直流PWM调速系统机械特性,谢谢!,本讲结束,
