广东 2022 中职 《自动控制技术》 第四章 直流可逆调速系统 课件

第四章 直流可逆调速系统 §4—2 励磁反接可逆线路 §4—1 电枢反接可逆线路 §4—3 电枢可逆逻辑无环流调速系统的分析 在直流电力拖动系统中，无论是正、反转还是制动,均要求改变直流电动机转矩的方向。由直流他励电动机的转矩T=KmΦId可知，要改变电动机转矩的方向，有两种方法：一是改变电枢电流Id的方向，即改变电枢电压Ud极性；二是改变电动机励磁磁通Φ的方向，即改变励磁电流的方向。通过改变电枢电压极性实现可逆运行的系统，称为电枢可逆系统；通过改变励磁电流方向实现可逆运行的系统，称为磁场可逆系统。 第四章 直流可逆调速系统 §4—1 电枢反接可逆线路 一、接触器反接的可逆线路 对于经常处于单方向运行，偶尔才需要反转的生产机械，可以只用一组晶闸管整流装置给电动机电枢供电，再用接触器切换加在电动机上整流电压的极性即可。晶闸管整流装置的输出电压Ud极性不变，总是上“+”下“- ” 。当正向接触器KMF吸合时，电动机端电压为A（＋），B（-），电动机正转；如果反向接触器KMR吸合，电动机端电压变成A（-），B（+），则电动机反转。 这种方案比较简单、经济。但是，接触器频繁切换时，其动作噪声较大，寿命较低，动作时间长，所以只适用于不经常正反转的生产机械。 第四章 直流可逆调速系统 用接触器切换电枢极性的可逆电路 第四章 直流可逆调速系统 二、晶闸管切换的可逆线路 为了避免有触点器件的缺点，可以采用无触点的晶闸管开关代替接触器，如图所示。当VT1和VT2晶闸管开关导通时，电动机正转；当VT3和VT4晶闸管开关导通时，电动机反转。 这种方案除原有的一套晶闸管装置外，还需多用四个晶闸管作开关，对其耐压电流容量的要求比较高，经济上无明显优点，一般只适用于中小容量的系统。 第四章 直流可逆调速系统 用晶闸管切换的可逆电路 第四章 直流可逆调速系统 对于要求频繁正反转的生产机械,经常采用的是两组晶闸管装置反并联的可逆线路，如图a所示。电动机正转时，由正组晶闸管装置VF供电；反转时，由反组晶闸管装置VR供电。正、反向运行时拖动系统工作在Ⅰ、Ⅲ两个象限中，如图b所示。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，正、反转和升、降速。但在一般情况下不允许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要求，这是反并联可逆线路的一个重要问题。 第四章 直流可逆调速系统 两组晶闸管装置反并联可逆线路 a)可逆线路 b）机械特性 第四章 直流可逆调速系统 如果有两台独立的整流变压器，或者一台整流变压器有两套二次绕组，还可以组成交叉连接的可逆线路。如图所示为三相桥式反并联线路（图a）和交叉连接线路（图b和图c）。在反并联连接的可逆电路中，有两条环流回路，需四个限制环流的电抗器；交叉连接的可逆电路只有一条环流回路，所以，只需两只限制环流的电抗器。 第四章 直流可逆调速系统 三相桥式可逆线路 a）反并联连接线路 b），c）交叉连接线路 第四章 直流可逆调速系统 三、晶闸管—电动机可逆系统的工作状态 1．晶闸管装置的整流和逆变状态 如图所示为开卷机V-M系统整流和逆变状态。 开卷机V-M系统整流和逆变状态 a）整流状态 b）逆变状态 第四章 直流可逆调速系统 同一套晶闸管装置可以工作在整流状态,也可以工作在逆变状态。由于晶闸管的单向导电性，两种状态中电流方向不变，而电动机的端电压的极性相反。因此在整流状态时向电动机输出电能，而在逆变状态时向电网回馈电能。 实现逆变要有二个条件： （1）内部条件 控制角α＞90°，使晶闸管整流装置输出负的平均电压-Ud（称逆变电压）。 （2）外部条件 外电路必须有一个直流电源，其极性与-Ud的极性相同，数值应比Ud的绝对值稍大，以产生和维持逆变电流。 晶闸管装置在上述条件下产生的逆变状态称作有源逆变。 第四章 直流可逆调速系统 2．V—M系统发电回馈制动 在单组晶闸管—电动机系统中，电动机只能工作在第Ⅰ和第Ⅳ象限。然而有不少生产机械在运行过程中需要快速地减速或停车，最经济的办法就是回馈制动，使之工作在第Ⅱ象限。这样一来，就要求电流能反向。因此，只有一组晶闸管显然是不行的，因为在减速时，电动机转向不变，即反电动势E方向不变，而电流又不能反向，所以这组晶闸管装置就不可能实现逆变，电动机也不能实现发电回馈制动。为此必须采用两组晶闸管装置反并联可逆线路。 第四章 直流可逆调速系统 3．两组反并联晶闸管—电动机系统的工作状态 两组反并联晶闸管—电动机系统如图a所示。它能实现四象限运行，是一种常用的可逆线路。 两组反并联晶闸管—电动机系统 a）反并联线路 b）机械特性 第四章 直流可逆调速系统 两组反并联晶闸管—电动机系统的工作状态 第四章 直流可逆