第二十三講 20直流PWM變換器-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)及開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)機(jī)械特性

謝謝! 本講結(jié)束 * * 電力傳動(dòng)控制系統(tǒng) 上海開(kāi)放大學(xué) * 第二十三講 直流PWM變換器-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)及開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)機(jī)械特性 * 不可逆PWM變換器 電流可逆PWM變換器 橋式PWM變換器 開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)機(jī)械特性 內(nèi)容提要 * 用脈沖寬度調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓序列，從而改變平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。 稱(chēng)為直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)，或直流PWM調(diào)速系統(tǒng)。 直流PWM變換器-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng) * 與V-M系統(tǒng)相比，PWM調(diào)速系統(tǒng)在很多方面有較大的優(yōu)越性。 (1)主電路簡(jiǎn)單，需用的電力電子器件少； (2)開(kāi)關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)； (3)低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬； (4)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，抗擾能力強(qiáng)。 直流PWM變換器-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng) * 不可逆，又稱(chēng)直流降壓斬波器。 1.不可逆PWM變換器 * 在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期T內(nèi)， Ug為正，VT飽和導(dǎo)通，電源電壓Us通過(guò)VT加到直流電動(dòng)機(jī)電樞兩端。 Ug為負(fù)， VT關(guān)斷，電樞電路中的電流通過(guò)續(xù)流二極管VD續(xù)流，直流電動(dòng)機(jī)電樞電壓近似等于零。 不可逆PWM變換器 * 直流電動(dòng)機(jī)電樞兩端的平均電壓為 占空比 改變占空比，即可實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)壓調(diào)速。 不可逆PWM變換器 * 不可逆PWM變換器電流不能反向， 續(xù)流二極管VD的作用只是為電樞電流id提供一個(gè)續(xù)流的通道。 要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)，必須提供反向電流通道。 不可逆PWM變換器 * 電流可逆PWM變換器 正向電流通路：VT1，VD2正向續(xù)流二極管。 反向電流通路：VT2，VD1反向續(xù)流二極管。 2.電流可逆PWM變換器 * 電動(dòng)狀態(tài)， id始終為正。 0≤t1/2，γ>0，輸出平均電壓為正； 當(dāng)ρ<1/2， γ<0，輸出平均電壓為負(fù)； 當(dāng)ρ=1/2， γ =0，輸出平均電壓為零。 輸出電壓瞬時(shí)值正負(fù)相間。 橋式PWM變換器 * 橋式PWM變換器有下列優(yōu)點(diǎn)： (1)電樞電流連續(xù)； (2)可使電動(dòng)機(jī)在四象限運(yùn)行； (3)電動(dòng)機(jī)停止時(shí)有微振電流，能消除靜磨擦死區(qū)； (4)低速平穩(wěn)性好，系統(tǒng)的調(diào)速范圍大； (5)低速時(shí)，每個(gè)開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)脈沖仍較寬，有利于保證器件的可靠導(dǎo)通。 橋式PWM變換器 * 電壓方程 機(jī)械特性 或用電流表示 直流PWM調(diào)速系統(tǒng)機(jī)械特性 * 機(jī)械特性 不可逆PWM，第Ⅰ象限 電流可逆PWM，第Ⅰ、 Ⅱ象限 橋式PWM，四象限 直流PWM調(diào)速系統(tǒng)機(jī)械特性 * PWM控制器與變換器框圖 傳遞函數(shù) 推導(dǎo)方法與晶閘管整流器相同，只是Ts小得多。 PWM變換器傳遞函數(shù) * 開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，即無(wú)反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。調(diào)節(jié)控制電壓Uc就可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 晶閘管整流器和PWM變換器都是可控的直流電源，用UPE來(lái)統(tǒng)一表示可控直流電源。 4.開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)機(jī)械特性 * 開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與機(jī)械特性 開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)機(jī)械特性 * 各環(huán)節(jié)的穩(wěn)態(tài)關(guān)系 電力電子變換器 直流電動(dòng)機(jī) 開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性 開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)機(jī)械特性 * 穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 不同轉(zhuǎn)速下的靜差率 開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 特性a和b的硬度相同，額定速降ΔnN相同。 特性a和b的靜差率s不同,理想空載轉(zhuǎn)速低，靜差率s大。 * 調(diào)速范圍D、靜差率s和額定速降ΔnN間的關(guān)系 要求s值越小時(shí)，系統(tǒng)能夠允許的調(diào)速范圍D也越小。 調(diào)速范圍，是指在最低速時(shí)還能滿(mǎn)足所需靜差率的轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍。 開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 本講要點(diǎn) *

總結(jié)

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