电力拖动自动控制系统(陈伯时)ppt1-2,3直流拖动控制系统.ppt

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1、直流拖动控制系统电力拖动自动控制系统第1篇1本章提要1.1直流调速系统用的可控直流电源1.2晶闸管-电动机系统（V-M系统）的主要问题1.3直流脉宽调速系统的主要问题1.4反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计1.5反馈控制闭环直流调速系统的动态分析和设计1.6比例积分控制规律和无静差调速系统2本节要点1.晶闸管—电动机系统中触发脉冲、电流脉动及其波形的连续与断续、解决电流脉动的方法。2.晶闸管-电动机系统的机械特性问题，及数学模型。难点：晶闸管——电动机系统的数学模型31.2晶闸管-电动机系统（V-M系统）的主要问题（1）触发脉冲

2、相位控制（2）电流脉动及其波形的连续与断续（3）抑制电流脉动的措施（4）晶闸管-电动机系统的机械特性（5）晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数4静止式可控整流器图1-3晶闸管可控整流器供电的直流调速系统（V-M系统）51.2.1*触发脉冲相位控制在如图可控整流电路中，调节触发装置GT输出脉冲的相位，即可很方便地改变可控整流器VT输出瞬时电压ud的波形，以及输出平均电压Ud的数值。6等效电路分析图1-7V-M系统主电路的等效电路图如果把整流装置内阻移到装置外边，看成是其负载电路电阻的一部分，那么，整流电压便可以用其理想空载瞬时值ud

3、0和平均值Ud0来表示，相当于用图示的等效电路代替实际的整流电路。7式中—电动机反电动势；—整流电流瞬时值；—主电路总电感；—主电路等效电阻；且有R=Rrec+Ra+RL；EidLR瞬时电压平衡方程(1-3)8对ud0进行积分，即得理想空载整流电压平均值Ud0。用触发脉冲的相位角控制整流电压的平均值Ud0是晶闸管整流器的特点。Ud0与触发脉冲相位角的关系因整流电路的形式而异，对于一般的全控整流电路，当电流波形连续时，Ud0=f()可用下式表示9式中—从自然换相点算起的触发脉冲控制角；—=0时的整流电压波形峰值；—交流电源一周内

4、的整流电压脉波数；对于不同的整流电路，它们的数值如表1-1所示。Umm整流电压的平均值计算(1-5)10表1-1不同整流电路(全控)的整流电压值*注：U2是整流变压器二次侧额定相电压的有效值。11整流与逆变状态当0<</2时，Ud0>0，晶闸管装置处于整流状态，电功率从交流侧输送到直流侧；当/2<<max时，Ud0<0，装置处于有源逆变状态，电功率反向传送。为避免逆变颠覆，应设置最大的移相角限制。相控整流器的电压控制曲线如下图12图1-8相控整流器的电压控制曲线O逆变颠覆限制通过设置控制电压限幅值，来限制最大触发角。131

5、.2.2*电流脉动及其波形的连续与断续由于电流波形的脉动，可能出现电流连续和断续两种情况，这是V-M系统不同于G-M系统的又一个特点。当V-M系统主电路有足够大的电感量，而且电动机的负载也足够大时，整流电流便具有连续的脉动波形。当电感量较小或负载较轻时，在某一相导通后电流升高的阶段里，电感中的储能较少；等到电流下降而下一相尚未被触发以前，电流已经衰减到零，于是，便造成电流波形断续的情况。14V-M系统主电路的输出图1-9V-M系统的电流波形a）电流连续b）电流断续OuaubucaudOiaibicictEUdtOuaubucaud

6、OiaibicicEUdudttudidid151.2.3*抑制电流脉动的措施在V-M系统中，脉动电流会产生脉动的转矩，对生产机械不利，同时也增加电机的发热。为了避免或减轻这种影响，须采用抑制电流脉动的措施，主要是：设置平波电抗器；增加整流电路相数；采用多重化技术。16（1）平波电抗器的设置与计算单相桥式全控整流电路三相半波整流电路三相桥式整流电路（1-6）（1-8）（1-7）17（2）多重化整流电路并联多重联结的12脉波整流电路如图电路为由2个三相桥并联而成的12脉波整流电路，使用了平衡电抗器来平衡2组整流器的电流。181.2.

7、4晶闸管-电动机系统的机械特性当电流连续时，V-M系统的机械特性方程式为式中Ce=KeN—电机在额定磁通下的电动势系数。式（1-9）等号右边Ud0表达式的适用范围如第1.2.1节中所述。（1-9）19（1）电流连续情况改变控制角，得一族平行直线，这和G-M系统的特性很相似，如图1-10所示。图中电流较小的部分画成虚线，表明这时电流波形可能断续，公式（1-9）已经不适用了。20上述分析说明：只要电流连续，晶闸管可控整流器就可以看成是一个线性的可控电压源。21当电流断续时，由于非线性因素，机械特性方程要复杂得多。以三相半波整流电路构成

8、的V-M系统为例，电流断续时机械特性须用下列方程组表示(1-10)式中；—一个电流脉波的导通角。（2）电流断续情况22（3）电流断续机械特性计算当阻抗角值已知时，对于不同的控制角，可用数值解法求出一族电流断续时的