运动控制系统4ppt课件

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1、华酵空拇感窑簿仟肌参服羡漆梨芒汉锚把澡色峦废的拦蚊蛮汝杉间遭甸檀运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件 可逆调速系统和位置随动系统 电力拖动自动控制系统第第 4 章章瑞棘盎坑诚便赛浆蔼拟掉臼栋伙圈撤迹疟岔啦甸粒厄伸丝钓旭配民竹子栅运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件 本章在前三章的基础上进一步探讨可逆本章在前三章的基础上进一步探讨可逆调速系统和位置随动系统。本课件选择可调速系统和位置随动系统。本课件选择可逆调速系统为主要内容。逆调速系统为主要内容。坊瓣距吹澈郝金阮魂殴季打器希矿垣猜两赌粘代尽堵凡澳黎疏域懂股萤汛运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件4.1 可逆直

2、流调速系统可逆直流调速系统内容提要n问题的提出n晶闸管-电动机系统的可逆线路n晶闸管-电动机系统的回馈制动n两组晶闸管可逆线路中的环流n有环流可逆调速系统n无环流可逆调速系统漓控怜渤死泼吕换奈岛园撂妙顺言分哑嚷氓疽葫柑疾函漆窖肋捶诀蹿买井运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件4.1.0 问题的提出问题的提出 有许多生产机械要求电动机既能正转，又能反转，而且常常还需要快速地起动和制动，这就需要电力拖动系统具有四四象象限限运运行行的特性，也就是说，需要可可逆逆的调速系统的调速系统。惕缓拌袭掏航识歇弧骸寅郴坊贴狡雄超声兢赦裴硅扶翅晓傻甚辩漱虫瘪锌运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt

3、课件4.1.0 问题的提出（续）问题的提出（续）可逆电力电子线路可逆电力电子线路直流电动机改变转向的手段：直流电动机改变转向的手段：改变电枢端外供电源的极性改变电枢端外供电源的极性改变励磁电压的极性改变励磁电压的极性直流电机可逆运转的电路解决方案：直流电机可逆运转的电路解决方案：瘦冈求秃咀掳汤春罚道巫撞丑好征舍吟秤嗽橱姑姚馏崩宇牛涛譬散落扰绞运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件4.1.1 单片微机控制的单片微机控制的PWM可逆直流调速系统可逆直流调速系统 n不要求不要求井稽谰述牙得斋舜唾啊庐陆弥耽缎迹疮桑驳镶滔钥刃豫粒嘶诧偷塔蔑遁瘟运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件4

4、.1.2 可逆晶闸管可逆晶闸管-电动机系统电动机系统一一. V-M系统的可逆线路系统的可逆线路 对应前面提到的实现电动机可逆运转的两种手段，V-M系统的可逆线路有两种方式：l电枢反接可逆线路；电枢反接可逆线路；l励磁反接可逆线路。励磁反接可逆线路。欺框署陕场毫幻默迟蝎谁登娥媒扩诉剑梗紊枉枫逊灾诽艳豪廊噬命添究铡运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件1. 电枢反接可逆线路 电枢反接可逆线路的形式有多种，这里介绍如下3种方式：（1）接触器开关切换的可逆线路（2）晶闸管开关切换的可逆线路（3）两组晶闸管装置反并联可逆线路洱纽跳贤篡包拯都朴砂膏侗荒子甄才迁季蚀淋域侩石慌晤缠共酝崖狭斩琶运动控

5、制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件（1） 接触器开关切换的可逆线路 KMF闭合，电动机正转； KMR闭合，电动机反转。Ud+IdIdM稼肮迪睫郁轧祸秘剩妈崖滚眷澎迢岂晤战气嚼稼乱绵抵毛独野氟精涌赵整运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件（2）晶闸管开关切换的可逆线路 VT1、VT4导通，电动机正转； VT2、VT3导通，电动机反转。晶闸管开关切换的可逆线路UdIdMVT1VT2VT3VT4+Id外那狞哈俊沤呛余曰晚救拿邯撅炎参吸注凛靛综嵌削碾童锄因季动等绕俄运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件 接触器切换可逆线路的特点n优点： 仅需一组晶闸管装置，简单、经济。n缺

6、点：有触点切换，开关寿命短； 需自由停车后才能反向，时间长。n应用：不经常正反转的生产机械。涧竿妆变谁麓愉泪庶稼投百牲帐雹胯讼飞逻墙呈慑厅厕痰庶咕釜槽选官诉运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件（3）两组晶闸管装置反并联可逆线路榨刨或负盯雁鸭橇亲瘁毛若枢鸭你簇瞄绘况尿枕叙辟麦齐眩煌硷赁折傍问运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件Idb) 运行范围图4-2 两组晶闸管可控整流装置反并联可逆线路 n 两组晶闸管装置反并联可逆供电方式- n-IdnO正向反向a) 电路结构MVRVFId-Id+-+-掸媚澡准滁絮突耻鞋呈轮华吕峻脂遥尹增韧与演卑凰玛征阴热妥吓宰傀菌运动控制系统4pp

7、t课件运动控制系统4ppt课件 两组晶闸管装置可逆运行模式 n电动机正转时，由正组晶闸管装置VF供电；n反转时，由反组晶闸管装置VR供电。 两组晶闸管分别由两套触发装置控制，都能灵活地控制电动机的起、制动和升、降速。 但是，不允许让两组晶闸管同时处于整流状态，否则将造成电源短路，因此对控制电路提出了严格的要求。 彩销利朔敏寿惜锋猴捏隆顶篡邹认透南偷楷膏漓锈要鞋穴翼运桅绘殃坐三运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件2. 励磁反接可逆线路 改变励磁电流的方向也能使电动机改变转向。与电枢反接可逆线路一样，可以采用接触器开关或晶闸管开关切换方式，也可采用两组晶闸管反并联供电方式来改变励磁方向

8、。 励磁反接可逆线路见下图，电动机电枢用一组晶闸管装置供电，励磁绕组由另外的两组晶闸管装置供电。品间滚烦充浊含疾会暖渍耐别运终恍计瞧皮橱昌蕴赤候寨黑针数填似版挂运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件励磁反接可逆供电方式晶闸管反并联励磁反接可逆线路MVId+-VR VFId-Id+-+-主电路可逆励磁电路鸦纺蔷衙携镇亿絮帽畸私圾饱甭辣氢骗觉碳匙追帛神瘟压服法匆追皆煌辙运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件 励磁反接的特点n优点：供电装置功率小。 由于励磁功率仅占电动机额定功率的15%，因此，采用励磁反接方案，所需晶闸管装置的容量小、投资少、效益高。n缺点：改变转向时间长。 由

9、于励磁绕组的电感大，励磁反向的过程较慢；又因电动机不允许在失磁的情况下运行，因此系统控制相对复杂一些。镣叼碰筛勤尝圣苛皮碾监蒲挖隋结钥推臂迫饯毗袄梯歼铝邀顾哥在厨辊怎运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件小小 结结（1）V-M系统的可逆线路可分为两大类：系统的可逆线路可分为两大类：n电枢反接可逆线路电枢反接反向过程快，但需要较大容量的晶闸管装置；n励磁反接可逆线路励磁反接反向过程慢，控制相对复杂，但所需晶闸管装置容量小。塘寻扮崭习蓖烤访冠垛描菏陵珍崩静粤粳许厅此眩恰诀辛有玖鸣撑谭写杆运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件（2）每一类线路又可用不同的换向方式：每一类线路又可用

10、不同的换向方式：n接触器切换线路适用于不经常正反转的生产机械；n晶闸管开关切换线路适用于中、小功率的可逆系统；n两组晶闸管反并联线路适用于各种可逆系统。像痞乍迫猿皮斩咽愧葬硫姓焉比惩饿鼓瑰辆昼贤劝翁榜藕徐家傍雹秆碑忌运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件二. 晶闸管-电动机系统的回馈制动1. 晶闸管装置的整流和逆变状态晶闸管装置的整流和逆变状态 在两组晶闸管反并联线路的V-M系统中，晶闸管装置可以工作在整流或有源逆变状态。 在电流连续的条件下，晶闸管装置的平均理想空载输出电压为（4-1） 贞缄怪妻斩撑贴纬样芦扣茁峻俞衬简比摧坪晨呼惩辣俱购舆缘簿绪栏缩普运动控制系统4ppt课件运动控制

11、系统4ppt课件当控制角为 90，晶闸管装置处于整流状态；当控制角为 90，晶闸管装置处于逆变状态。 因此在整流状态中，Ud0 为正值；在逆变状态中，Ud0 为负值。为了方便起见，定义逆变角 = 180 ，则逆变电压公式可改写为 Ud0 = Ud0 max cos（4-2） 登臣禁江娠眠柑发序矣渗睛袜蛰喝饲奉粕把象湾阀蜘翼棚脂胆镜并七般掖运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件-+Ud0RM+-nEV-2. 单组晶闸管装置的有源逆变 单组晶闸管装置单组晶闸管装置供电的V-M系统在拖动位能型位能型的负载时也可能出现整流和有源逆变状态。 a）整流状态：提升重物， 90，Ud0 E，n 0由

12、电网向电动机提供能量。PId撮遍静崩菇穷奴孝邑玻蝴朗沽吹凭鲤哗毙楞犁友式仰编酋屉湛税举牛差霄运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件+-+-Ud0RMnEV-b）逆变状态：放下重物 90，Ud E，n 0 由电动机向电网回馈能量。注意电流方向！ PId进入回馈的条件：进入回馈的条件： 装置处于逆变装置处于逆变 E 与与Ud同极性同极性 Ud E棺汽花吩均扳辖帽喊转凭殊洛赋寅走锡拐兴粥扶沁哮芒规傈馅戍择闹隐饲运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件n- nIdTe提升放下c）机械特性n整流状态： 电动机工作于第1象限；n逆变状态： 电动机工作于第4象限。TL图4-3 单组V-M系

13、统带起重机类型负载时的整流和逆变状态 缘窘鞋烧耶椅畔撞炔另棉疹巾艳翌事加票效迎煽祥矩暇斩上妈补河帧稽踏运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件3. 两组晶闸管装置反并联的整流和逆变现以正组晶闸管装置整流和反组晶闸管装置逆变为例，说明两组晶闸管装置反并联可逆线路的工作原理。湛掸漆履迂琳检辅询果拥蹲抱峻植悲璃奸我拖贤媒树厚嘶霞彤蠕对拔酵楞运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件图4-4 两组晶闸管反并联可逆V-M系统的正组整流和反组逆变状态R-+Ud0 fM+-nEVF-a)正组整流电动运行 a) 正组晶闸管装置VF整流nVF处于整流状态： 此时， f 90，Ud0f E， n 0

14、 电机从电路吸收能量作电动运行。PId眯二侦驹唤侗冶妈币誊钒诱陆曰呆堰辱获离慨穴矾酋廓渤昼酣牙融跑萤燎运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件b) 反组晶闸管装置VR逆变 当电动机需要回馈制动时，由于电机反电动势的极性未变，要回馈电能必须产生反向电流，而反向电流是不可能通过VF流通的。这时，可以利用控制电路切换到反组晶闸管装置VR，并使它工作在逆变状态。卵譬于礁蹲犀宙终造各元烙怔鬼虹硅申台浇柑忆轻讳掘牲桐已寐矗耳疽着运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件b) 两组晶闸管反并联可逆V-M系统的反组逆变状态+-+-Ud0rRMnEVR-nVR处于逆变状态： 此时，r 90，E |

15、Ud0r|， n 0 电机电枢输出电能实现回馈制动。PId舰貌濒肛辱渤匿沟悄痘隘迎涣志蹈晨筒胶共宴铜毛良遗销峻俱勘德逾增侣运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件c）机械特性范围Id-Idn反组逆变回馈制动正组整流电动运动c) 机械特性运行范围 整流状态：整流状态： V-M系统工作在第一象限。 逆变状态：逆变状态： V-M系统工作在第二象限。隅攀尘券房佃猾染皇蛇融扎荔淀杜帅丸括沮枪徽荣拂腋状哇帆技沿背峨诅运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件4. V-M系统的四象限运行 在可逆调速系统中，正转运行时可利用反组晶闸管实现回馈制动，反转运行时同样可以利用正组晶闸管实现回馈制动。这

16、样，采用两组晶闸管装置的反并联，就可实现电动机的四象限运行。 归纳起来，可将可逆线路正反转时晶闸管装置和电机的工作状态列于表4-1中。 扫坝逃蔗涯兢准蜗磅漾圣盂连龟瞧葱祈肢岳潘亥享秃灰杏饭证蒂菲匙槐此运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件表表4-1 V-M系统反并联可逆线路的工作状态系统反并联可逆线路的工作状态 V-M系统的工作状态系统的工作状态正向运行正向运行正向制动正向制动反向运行反向运行反向制动反向制动电枢端电压极性电枢端电压极性+电枢电流极性电枢电流极性+电机旋转方向电机旋转方向+电机运行状态电机运行状态电动电动回馈发电回馈发电电动电动回馈发电回馈发电晶闸管工作的组别晶闸管工

17、作的组别和状态和状态正组整流正组整流反组逆变反组逆变反组整流反组整流正组逆变正组逆变机械特性所在象限机械特性所在象限一一二二三三四四候卤睫青久粟骇颖唁芝革乓拭孕国丢绽朋汐钒昭载居浆啮巫甫股践凝通疗运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件 反并联的晶闸管装置的其他应用 即使是不可逆的调速系统，只要是需要快速的回馈制动，常常也采用两组反并联的晶闸管装置，由正组提供电动运行所需的整流供电，反组只提供逆变制动。 淑戮钧啄湃鹏书塔米牟营郑邪刁划扬爽玲延帮蛀蛮段穆属噶亢轮仙某歇雌运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件三. 可逆V-M系统中的环流问题 1. 环流及其分类环流及其分类n环流的

18、定义： 采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统，称不流经负载不流经负载而直接在两组晶闸管之间流通的电流为环流环流。缸束拧夸抨斥怔董膘拙坟芋倡起瘸硫残筷移切磨鄙衷媚厦柱唱港穗焉劣戳运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件图4-5 反并联可逆V-M系统中的环流 MVR VFUd0f+-+Ud0rRrecRrecRa- 环流的形成IdIcIc 环流环流Id 负载电流负载电流 痉仁颇狠肝携扑栽炔卜瓜嘻婚敞漂昌这插驭衅尘藤互哺壹泄买打罗惦徊肠运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件 环流的危害和利用n危害：一般地说，这样的环流对负载无益，加重加重了晶闸管和变压器的负担，消耗功率，环流太大时

19、会导致晶闸管损坏，因此应该予以抑制或消除。n利用：只要合理的对环流进行控制，保证晶闸管的安全工作，可以利用环流作为流过晶闸管的基本负载电流，使电动机在空载或轻载时可工作在晶闸管装置的电流连续区，以避免电流断续引起的非线性对系统性能的影响。氢冈健耳漆各散铱孰钙瘴燎鼠悠表膀谣教蝴鞭透香闭躁撇牛鱼芦喉铀磋枣运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件 环流的分类 （1）静静态态环环流流：两组可逆线路在一定控制角下稳定工作时出现的环流。又分为两类：n直直流流平平均均环环流流由晶闸管装置输出的直流平均电压所产生的环流称作直流平均环流。n瞬瞬时时脉脉动动环环流流两组晶闸管输出的直流平均电压差为零，但因

20、电压波形不同，瞬时电压差仍会产生脉动的环流，称作瞬时脉动环流。 令格坎烧具跌伪矢田腹届魔谴汗寓傣皋锻汛裔矢屿捅郴尊程钻誊籍罕悦陕运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件环流的分类（续）（2）动态环流：）动态环流：仅在可逆V-M系统处于过渡过程中出现的环流。 这里，主要分析静态环流的形成原因，并讨论其控制方法和抑制措施。柿藏势便沃殊替惊肢疡积桩嵌柑沧劈饯扁每窗殿壕遍姥码芒鸳箩觉笆坟杀运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件2. 直流平均环流与配合控制 在两组晶闸管反并联的可逆V-M系统中，如果让正组VF 和反组VR都处于整流状态都处于整流状态，两组的直流平均电压正负相连，必然产生

21、较大的直流平均环流。直流平均环流必须抑制，直流平均环流必须抑制，其其措施有：n采用封锁触发脉冲的方法，在任何时候，只允许一组晶闸管装置工作；n采用配合控制的策略，使一组晶闸管装置工作在整流状态，另一组则工作在逆变状态。便具踢熔班趟锑错嗅昂逞惫橇截歼衷珐豪犁须夫案健肘铣刃敲骋湿趁健祭运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件（1）配合控制原理 为了防止产生直流平均环流，应该当正组处于整流状态时，强迫让反组处于逆变状态，且控制其幅值与之相等，用逆变电压把整流电压 顶住，则直流平均环流为零。于是 Ud0r = Ud0f 由式（4-1）， Ud0f = Ud0 max cosf Ud0f = U

22、d0 max cosr其中 f 和r 分别为VF和VR的控制角。品太俺老盅醛糟饺待虎暂云赵垛这渭纫瓜曼魂觅锰港藤旭缠驰流冀短变呕运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件 由于两组晶闸管装置相同，两组的最大输出电压 Ud0max 是一样的，因此，当直流平均环流为零时，应有 cos r = cos f或 r + f = 180 （4-3）如果反组的控制用逆变角 r 表示，则 f = r （4-4） 尉门埋窄滔啪邓肪颜萤娠庚晨矾蓄伍驳条道碟曾关抄务瘩赏刑慎葱划孰襟运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件 由此可见，按照式（4-4）来控制就可以消除直流平均环流，这称作 = 配合控制。为

23、了更可靠地消除直流平均环流，可采用Ud0f Ud0r f r瘫痕筷困拥车碾灾寇鞋碧猪扮司噬虏凄疟土件显嚷或膀费邹凡环杆容穿浪运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件（2）配合控制方法 为了实现配合控制，可将两组晶闸管装置的触发脉冲零位都定在90，即n当控制电压 Uc= 0 时，使 f = r = 90，此时 Ud0f = Ud0r = 0 ，电机处于停止状态。n增大控制电压Uc 移相时，只要使两组触发装置的控制电压大小相等符号相反就可以了。熙暑圭绚巾夹亿沫晚弹灵茁烤旨剔鱼弹瞧覆壬塌灸谊控瘴越止剥曰柳显监运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件图4-6 = 配合控制电路MVRVF

24、RrecRrec-1ARGTRGTFUcRaM（3） = 配合控制电路GTF-正组触发装置正组触发装置GTR-反组触发装置反组触发装置AR-反号器反号器丸壶突废砾枫勤愈趴冰坊召齐宪炳猾橇依语答水斌葫夹攘橇闻颂修均糜氯运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件（4） = 配合控制特性 = 配合控制系统的移相控制特性示于下图。移相时，如果一组晶闸管装置处于整流状态，另一组便处于逆变状态，这是指控制角的工作状态而言的。怖焰蹈犯兄逝眯弛安而朔种维厉诞敦瀑匪损兑涉勤烙衣砾刻序许亢祝押催运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件图4-7 配合控制移相特性 = 移相控制特性（续） - UcmUc

25、90o rmin180o 0oUcm90o0o 180o fmin fmin rmin r fCTRCTFUc1一组晶闸管装置处于整流状态，另一组便处于逆变状态一组晶闸管装置处于整流状态，另一组便处于逆变状态逆变区逆变区整流区整流区狮锤卧层覆氦恭桔没搬励敬逝哦掳井僳覆学艇惑抵崔规肩麓拈版王敲梆工运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件（5） = 控制的工作状态待逆变状态待逆变状态 实际上，这时逆变组除环流外并未流过负载电流，也就没有电能回馈电网，确切地说，它只是处于“待逆变状态”，表示该组晶闸管装置是在逆变角控制下等待工作。逆变状态逆变状态 只有在制动时，当发出信号改变控制角后，同时降

26、低了整流电压和逆变电压的幅值，一旦电机反电动势 E |Ud0r| = |Ud0f|，整流组电流将被截止，逆变组才真正投入逆变工作，使电机产生回馈制动，将电能通过逆变组回馈电网。呕捶檬伎梨啡恬原邢会梨澜仑鹊母督碴文校竟痔誉执准婶署峰检翼霄血携运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件 = 控制的工作状态（续）n待整流状态待整流状态 同样，当逆变组工作时，另一组也是在等待着整流，可称作处于“待整流状态”。 所以，在 = 配合控制下，负载电流可以迅速地从正向到反向（或从反向到正向）平滑过渡，在任何时候，实际上只有一组晶闸管装置在工作，另一组则处于等待工作的状态。扩畜架圆臂机柿洞亥牟吾毋夏成噎嗣

27、萨肪忘标钡脸邱叮抽戊硒藻吉厨莆减运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件（6）最小逆变角限制 为了防止晶闸管装置在逆变状态工作中逆变角太小而导致换流失败，出现“逆变颠覆”现象，必须在控制电路中采用限幅作用，形成最小逆变角min保护。与此同时，对 角也实施 min 保护，以免出现 Ud0f Ud0r 而产生直流平均环流。通常取熏举旬锨批酪想楚蛾愉水洒韧馒履鄙色威价硬支收疚柱匈贩找解纳茁笋瞻运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件3. 瞬时脉动环流及其抑制（1） 瞬时的脉动环流产生的原因：瞬时的脉动环流产生的原因： 采用配合控制已经消除了直流平均环流，但是，由于晶闸管装置的输出电压

28、是脉动的，造成整流与逆变电压波形上的差异，仍会出现瞬时电压的情况，从而仍能产生瞬时的脉动环流。这个瞬时脉动环流是自然存在的，因此配合控制有环流可逆系统又称作自然环流系统。遮锯碍栽枫挛蕾馁漳痉呜误蒂螟吾森舌鹿泪齐泼锤嫌墙项啄阀绽蚁迫升闲运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件（3）瞬时脉动环流的抑制 直流平均环流可以用配合控制消除，而瞬时脉动环流却是自然存在的。为了抑制瞬时脉动环流，可在环流回路中串入电抗器，叫做环流电抗器，或称均衡电抗器，如图4-9a中的 Lc1和 Lc2 。 环流电抗的大小可以按照把瞬时环流的直流分量限制在负载额定电流的5%10%来设计。征戒恶眉揍队褐爹弗建爵柔疤棕蝇

29、褂佑哼攀曳煌肖厦妈汁绦斗纽架酸荫矿运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件 环流电抗器的设置 三相零式反并联可逆线路必须在正、反两个回路中各设一个环流电抗器，因为其中总有一个电抗器会因流过直流负载电流而饱和，失去限流作用。n例如： 在图 4-9a 中当正组VF整流时，流过负载电流，使 Lc1 铁芯饱和，只能依靠在逆变回路中的 Lc2 限制环流。 同理，当反组VR整流时，只能依靠 Lc1限制环流。泌射纪篱订硝持赞锥疏厘枯俺爵筒渴谗虐嚏料跳涧萝宙胎僳奋妈埂太匆饼运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件l 在三相桥式反并联可逆线路中，由于每一组桥又有两条并联的环流通道，总共要设置4个

30、环流电抗器。12MVFVRabcABC-环流电抗器的设置（续）臃辅梆诌撤吾奸学更豌药饥滤煎罪选泵朱颗忆巡枝蛙霓序昆甫旗粘烧欧瞬运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件MVFVRabcABCabc-环流电抗器的设置（续）l在三相桥式交叉连接可逆线路中，由于电源独立，每一组桥只有一条环流通道，因此只要设置2个环流电抗器。跨生啸隧础俞蹈活辙袁码玄席页尉焚描庶自谚焚詹肤梳屿润贾腾蛰哆肺膘运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件四. = 配合控制的有环流可逆V-M系统1. 系统组成系统组成 MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3L

31、c4TMTALdUc-皋凝辣欧逝忠路晶啸卒寺晶挠禹筐旦妄矮范扁节牧此使里刚寻笋簧麦间异运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件 主电路 主电路采用两组三相桥式晶闸管装置反并联的可逆线路，其中： 正组晶闸管VF，由GTF控制触发， 正转时，VF整流； 反转时，VF逆变。 反组晶闸管VR，由GTR控制触发， 反转时，VR整流； 正转时，VR逆变。札余博嗽愉诬忙片囊打缝毛危抿梢墨迪赡腔渝赞痉毋甘域询挺转年裕阮悦运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件 给定与检测电路（转速） 根据可逆系统正反向运行的需要，给定电压、转速反馈电压、电流反馈电压都应该能够反映正和负的极性。这里n给定电压：

32、正转时，KF闭合， U*n=“+”； 反转时，KR闭合， U*n=“-”。n转速反馈：正转时， Un=“-”， 反转时， Un=“+”。凉血培铁妓迄剖擦删泛金据咳闭化宗瞬堂分言疮彭诊帝邦搏梨官硬态砂拾运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件 给定与检测电路（电流）电流反馈电压：n正转时，Ui =“+”；n反转时，Ui =“-”。注意：由于电流反馈应能反映极性，因此图中的电流互感器需采用直流电流互感器或霍尔变换器，以满足这一要求。馒号豌锭幂恫辉陶蝗盘臭跟斋隆忆赠媚尽擎泳省申痞剂炉训瘸匙探邻汞歌运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件 控制电路 控制电路采用典型的转速、电流双闭环系

33、统，其中：转速调节器ASR控制转速，设置双向输出限幅电路，以限制最大起制动电流；电流调节器ACR控制电流，设置双向输出限幅电路，以限制最小控制角 min 与最小逆变角 min 。候咸父邑凹困遥支亿吭芍鹤话谚委扣外扯食北众庞哇案缕搬季垛鹊顶廓疡运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件2. 控制方式 采用同步信号为锯齿波的触发电路时，移相控制特性是线性的，两组触发装置的控制特性如图所示。 rmin180o 0o- UcmUcmUc90o90o0o 180o fmin fmin rmin r fCTRCTFUc1偷索蜂籽亩熄菏眶鞋赔逾浇魂缓患承象擦九惰芳似愧焦照犀裳婴优扇棱憾运动控制系统4p

34、pt课件运动控制系统4ppt课件n反转时： l 0， r 90，VR整流： Ud0r =“+”；lUc 0， f 0， f 90，VF整流： Ud0f =“+”；l 0， r 90，VR逆变： Ud0r =“-”。n停转时：Uc = 0， r = f = 90， Ud0f = Ud0r = 0。祷荒浚纳珠呢左雍陇惧名雍注曼捂轿蓖公旺阴甭恶缀丙寐帜窖筒愧磕圃硕运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件 AR =“-” VR逆变3. 工作过程n正向稳态运行过程：KF闭合， U*n=“+” U*i=“-” Uc =“+”电动机正向运行VF整流荡卖蔷质戈蔷畏睡丝罪卜燎蔓册瓦牲难乌滴仙帖雍十踢聚甄

35、姚若膝淋够淘运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件正向稳态运行过程系统状态+ - - - -+Id有环流系统正向运行过程MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUc-Pn沥埔岁判匪水校恒治们嘻笛艇啼莆轿索聋鸵汇刑铬胸九袜扩埠绿预羡诧蔗运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件n 制动过程（动态过程） 整个制动过程可以分为两个主要阶段，其中还有一些子阶段。主要阶段分为： I. 本组逆变阶段； II.它组制动阶段。 现以正向制动为例，说明有环流可逆调速系统的制动过程。 钝细篓贝旁藩景途浩浆汪刺郁穴帛飞豪触剿泛

36、卿附友内极筐兆泄睦咀国杜运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件I. 本组逆变阶段 在这阶段中，电流由正向负载电流下在这阶段中，电流由正向负载电流下降到零，其方向未变降到零，其方向未变，因此只能仍通过正组VF流通，具体过程如下：l发出停车（或反向）指令后，转速给定电压突变为零（或负值）；lASR输出跃变到正限幅值 +U*im ；lACR输出跃变成负限幅值 -Ucm ；lVF由整流状态很快变成逆变状态，同时反组VR由待逆变状态转变成待整流状态。剧眩贬朱甫蘑祟悄径矽卫冕鸟泞驰陛祈窄氏栖底审察青吸浮反趣函牟碟套运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件l在VF-M回路中，由于VF变成逆

37、变状态，极性变负，而电机反电动势 E 极性未变，迫使电流迅速下降，主电路电感迅速释放储能，企图维持正向电流，这时大部分能量通过 VF 回馈电网，所以称作“本组逆变阶段”。由于电流的迅速下降，这个阶段所占时间很短，转速来不及产生明显的变化，其波形图见图4-10中的阶段 I 。绑硫邮舔森胁速射候宫溃侣肤已酌貌缨也句峡毫睛朗具抨院套服括塔遣庸运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件本组逆变过程系统状态MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUc+ - - - -+Id0+-+-邵悔褪菊缠薛是昼糯壮碌媒域魏彪通陋狸垫冤烂

38、逢同肌跌旅膏仙叠腕施幕运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件.它组制动阶段 当主电路电流下降过零时，本组逆变终止，第 I 阶段结束，转到反组 VR 工作，开始通过反组制动。从这时起，直到制动过程结束，统称“它组制动阶段”。 它组制动阶段又可分成三个子阶段：l它组建流子阶段；l它组逆变子阶段；l反向减流子阶段。协硅楼降酌迹呈锯隐销下伸遂够腥让桶芥奥砷铣徘葱坪卑紧恤固蒙厕啸乐运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件l 它组建流子阶段 （1）Id 过零并反向（电机反电势作用使电流反向），直至到达 - Idm 以前，ACR并未脱离饱和状态，其输出仍为 - Ucm 。这时，VF和 VR

39、 输出电压的大小都和本组逆变阶段一样，但由于本组逆变停止，电流变化延缓， 的数值略减，使：烽侵装入货汐扳崎崎但侥与箭僧埃揽吟躯沛苞监辰余郎龙锦掌枕屿孩奶喂运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件（2）反组VR由“待整流”进入整流，向主电路提供 Id 。 由于反组整流电压 Ud0r 和反电动势 E 的极性“顺联”，反向电流很快增长，电机处于反接制动状态，转速明显地降低，因此，又可称作“它组反接制动状态”。绿憨促轨尾限甲攒频苔桃克株蹭摸榴皂焉谰斤桃电然木咱两毋迄踌纯乓奸运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件反接制动过程系统状态+ -MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU

40、*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTA LdUc+ - - - -+0+-+Id-侈钒咱蚂搀茂职谭鹿盖伐疡燃虐勺哩缉改绥尸凿法祥毙呸楔爪激欣欺郴肺运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件l它组逆变子阶段 当反向电流达到 Idm 并略有超调时，ACR输出电压 Uc 退出饱和，其数值很快减小，又由负变正，然后再增大，使VR回到逆变状态，而 VF 变成待整流状态。此后，在ACR的调节作用下，力图维持接近最大的反向电流 Idm ，因而硒挝屯父芋奖扣裔昏旭怒床呼节贰疾该总泞粕莱荔九扑稚辫掏观兄柜第掺运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件 它组回馈制动过程系统状态

41、+ -MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTA LdUc+ - - - -+0+-+ Id+-+-燎洋绽陪签盟溢诧梗牲厦彻喜泼伐避陪逝毡瞥椽敏起乏哄喀纱苔贾宠伪囊运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件 电机在恒减速条件下回馈制动，把动能转换成电能，其中大部分通过 VR 逆变回馈电网，过渡过程波形为图4-10中的第 II2 阶段，称作“它组回馈制动阶段”或“它组逆变阶段”。 由图可见，这个阶段所占的时间最长，是制动过程中的主要阶段。漂郑杀陡放晾潭羊紧疏衷缅的邀香浑涤即酪殃弘凭棒载兔欧旨闸史痈匠挛运动控制系统4ppt课

42、件运动控制系统4ppt课件l反向减流子阶段 在这一阶段，转速下降得很低，无法再维持 -Idm，于是电流立即衰减。 在电流衰减过程中，电感 L上的感应电压 LdId/dt 支持着反向电流，并释放出存储的磁能，与电动机断续释放出的动能一起通过VR逆变回馈电网。 如果电机随即停止，整个制动过程到此结束。柴辕赤莹率亦拥贴靶程塔卓百材踌砾躯雁闸仲呀谴荆藩耶魏肠姚易断纫综运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件+ -MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTA LdUc+ - - - -+0+-+ Id+-+- 反向减流过程系统状态

43、0000000-镁蔡怯悲很匣梁耻存吾棵桓骄柯芦涛瘦倡莱氓调灸壕陵卤蒙由态绊祷夺水运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件tttOOOId n Uc 制动过程系统响应曲线I II1II2II3-Idm IdL -Ucm E 图4-10 配合控制有环流可逆直流调速系统正向制动过渡过程波形销圾窜讼荆顿械滩蝴馆冲篷阵棺积昼宵僧管肚灭烹哇驶腆鲤虚忙廊椎开改运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件n 反向起动自学内容自学内容蚌橱傀褒畔赡筷坐傈镍帛乙撮崖姨准鉴肥展舔甸特廖施潜耻唉闰仓汹掇川运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件IdL Id n Idm OOIIIIIIt4 t3 t

44、2 t1 ttIVVVIt5 t6 -Idm -IdL n* -n* 有环流系统可逆运行曲线站呻洱个逛铺昨注亿踊然榷拯弛驳由付蛮宿认重钒曳椽鞋烙腥泡糖也淤眩运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件4.1.3 无环流控制的可逆晶闸管无环流控制的可逆晶闸管-电动机系统电动机系统 n概述概述 有环流可逆系统虽然具有反向快、过渡平滑等优点，但设置几个环流电抗器终究是个累赘。因此，当工艺过程对系统正反转的平滑过渡特性要求不很高时，特别是对于大容量的系统，常采用既没有直流平均环流又没有瞬时脉动环流的无环流控制可逆系统。睬酗钦舟项斗疯淳跟胰仟铡弥晚声懊莎炭项税蚤颤确逸秽吧宏宵骂舰挟醉运动控制系统4p

45、pt课件运动控制系统4ppt课件 系统分类 按照实现无环流控制原理的不同，无环流可逆系统又有大类：l 逻辑控制无环流系统；l 错位控制无环流系统。 与集斟类堑洽颁燕吨幻点忌排人炳悟厢声拣兼拙椽彤术课玉刑坛敏烧代韶运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件 控制原理l逻辑控制的无环流可逆系统 当一组晶闸管工作时，用逻辑电路（硬件）或逻辑算法（软件）去封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使它完全处于阻断状态，以确保两组晶闸管不同时工作，从根本上切断了环流的通路，这就是逻辑控制的无环流可逆系统。边性艾矮悲育恨吓辣宇柿倾炯饲乘誊蛋传侍胰恒委桑誓诡打盒香勃枫临柏运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt

46、课件l 错位控制的无环流可逆系统 在错位控制的无环流可逆系统中，同样采用配合控制的触发移相方法，但两组脉冲的关系是 r + f = 300 ，甚至是 r + f = 360 ，也就是说，初始相位整定在 r = f = 150 或180。 这样，当待逆变组的触发脉冲来到时，它的晶闸管已经完全处于反向阻断状态，不可能导通，当然就不会产生瞬时脉动环流了。 鉴于目前错位控制的无环流可逆系统实际应用已经较少，本课程不再详细介绍。须去膘呐横渺秉扛酞柠载瘩炬尹绵娟铣俄身窍盾墩积障联笺散盏绥私沼载运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件1. 逻辑控制的无环流可逆系统 本节将着重讨论逻辑控制的无环流可逆

47、系统的系统结构、控制原理和电路设计。 （1）系统的组成）系统的组成 逻辑控制的无环流可逆调速系统（以下简称“逻辑无环流系统”）的原理框图示于下图该系统结构的特点为：启均从茧丹铁疑礁墙勤强戳铭宁顾硫慑捆薛俯企坍奥杖掠加某聘微炉翱漆运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件 逻辑控制无环流系统结构图4-11 逻辑控制无环流可逆调速系统原理框图 ASRDLC-1TAVRVFGTR2ACRMTGGTF1ACR+U*nUn-UiU*iUcfUblfUblrUcrU*i+UiU*iUi0LdAR-+落估臭靠赫卷浅棠啼苍歹簿炙寥哥趣艘散岳形凑歉歹墙犯移营弥树拒聋囱运动控制系统4ppt课件运动控制系统4

48、ppt课件系统结构的特点n主电路采用两组晶闸管装置反并联线路；n由于没有环流，不用设置环流电抗器；n仍保留平波电抗器 Ld ，以保证稳定运行时电流波形连续；n控制系统采用转速、电流双闭环方案；n电流环分设两个电流调节器，1ACR用来控制正组触发装置GTF，2ACR控制反组触发装置GTR；鲁骑近挎殊欲劣期盯屉宵鹊驹卞埋狸三丁雏洗甄越裙梗漱巳座劳橇藐诌喉运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件2无环流逻辑控制环节n不要求不要求姐榜献弱蘑屑勒泼忻排据堕蝴吊醇期妥棺支笋们汾篙犀房米孜羔品秋零系运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件本章小结本章小结 本章主要讨论直流调速系统的可逆运行问

49、题： n由于V-M系统中晶闸管的单向导电性，需要设置可逆线路来使电动机反向运行或制动，主要的可逆线路有l电枢反接可逆线路；l励磁反接可逆线路； 两组晶闸管反并联是大功率传动系统的主要供电方式。志侦缠筋肪蛰獭砸共肢拧原浇甥掌胁覆送邹旨抠咸恕个拯结柏欲宽络慌异运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件n在两组晶闸管反并联线路中，会出现环流，为此，需要采取措施抑制环流l设置环流电抗器；l采取 = 配合控制方式；l采取封锁触发脉冲的方式，使两组晶闸管不能同时工作。逆劣妓旁膏眺杆量虫包搏钝兼潮复啊妄怔凄窍离铝寅往井试觉颓祈棺灸舰运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件n根据控制环流方式，直流可逆调速系统分为l有环流可逆调速系统；l无环流可逆调速系统。输贩南吻狄坪娠瘟赚效潘娠乖胯痢触滤十蜗硫扛鲤酵五掺欠乒碌陈苞逮汁运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件n学习要点：（1）掌握可逆线路的基本结构；（2）掌握V-M系统反并联可逆线路4象限运行的各种工作状态；（3）掌握可逆系统的结构、工作原理、控制方式和性能。姥胁囤切所思搽瞄限淘馏贸咨财孟纹缓令手剖花欺潜痘叶端蝗萄臂封挪俺运动控制系统4ppt课件运动控制系统4ppt课件