第7章直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

1、機(jī)電傳動(dòng)控制1 機(jī)電傳動(dòng)控制2 機(jī)電傳動(dòng)控制3掌握自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)中各個(gè)基本環(huán)節(jié)、掌握自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)中各個(gè)基本環(huán)節(jié)、 各種反饋環(huán)節(jié)的作用與特點(diǎn)；各種反饋環(huán)節(jié)的作用與特點(diǎn)；掌握各種常用的自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的掌握各種常用的自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的 調(diào)速原理、特點(diǎn)及適用場(chǎng)所；調(diào)速原理、特點(diǎn)及適用場(chǎng)所；能根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的特點(diǎn)和要求來(lái)能根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的特點(diǎn)和要求來(lái) 正確選擇機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)，正確選擇機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)， 能處理控制系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)所出現(xiàn)的一般問(wèn)題。能處理控制系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)所出現(xiàn)的一般問(wèn)題。機(jī)電傳動(dòng)控制4 幾種常用反饋幾種常用反饋( (轉(zhuǎn)速負(fù)反饋、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋、 電壓負(fù)反饋與電流正反饋、電流截止負(fù)反饋電壓負(fù)反饋與電流正反饋、電流

2、截止負(fù)反饋) ) 系統(tǒng)的工作原理，特點(diǎn)與作用；系統(tǒng)的工作原理，特點(diǎn)與作用； 晶體管脈寬調(diào)速系統(tǒng)晶體管脈寬調(diào)速系統(tǒng) 的組成基本工作原理與主要特點(diǎn)。的組成基本工作原理與主要特點(diǎn)。 比例積分調(diào)節(jié)器比例積分調(diào)節(jié)器(PI(PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器) )的調(diào)節(jié)作用；的調(diào)節(jié)作用； 晶體管脈寬調(diào)速系統(tǒng)中主電路晶體管脈寬調(diào)速系統(tǒng)中主電路( (功率開(kāi)關(guān)放大器功率開(kāi)關(guān)放大器) ) 工作時(shí)的電壓、電流波形分析。工作時(shí)的電壓、電流波形分析。機(jī)電傳動(dòng)控制5 系統(tǒng)中采用比例調(diào)節(jié)器。系統(tǒng)具有以下性質(zhì)：系統(tǒng)中采用比例調(diào)節(jié)器。系統(tǒng)具有以下性質(zhì)：一、單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)一、單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng) 在相同的負(fù)載電流下，閉環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)轉(zhuǎn)速降在相

3、同的負(fù)載電流下，閉環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)轉(zhuǎn)速降 僅為開(kāi)環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速降的僅為開(kāi)環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速降的1(1K )倍倍 (K 是閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)是閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù))。 從而大大提高了機(jī)械特性的硬度，從而大大提高了機(jī)械特性的硬度， 使系統(tǒng)的靜差度大為減小。使系統(tǒng)的靜差度大為減小。 在給定電壓一定時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速在給定電壓一定時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速 僅為開(kāi)環(huán)時(shí)的僅為開(kāi)環(huán)時(shí)的1(1K )倍。倍。 為了使閉環(huán)系統(tǒng)獲得與開(kāi)環(huán)系統(tǒng)相同的理想空載轉(zhuǎn)速，為了使閉環(huán)系統(tǒng)獲得與開(kāi)環(huán)系統(tǒng)相同的理想空載轉(zhuǎn)速， 閉環(huán)時(shí)的給定電壓須比開(kāi)環(huán)時(shí)的提高閉環(huán)時(shí)的給定電壓須比開(kāi)環(huán)時(shí)的提高(1K )倍。倍。 機(jī)電傳動(dòng)控制6一、單閉

4、環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)一、單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng) 在相同的最高轉(zhuǎn)速和相同的低速在相同的最高轉(zhuǎn)速和相同的低速 最大允許靜差度的條件下，最大允許靜差度的條件下， 閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速范圍為開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速范圍為開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的(1+K)倍。倍。所以所以： 提高開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)提高開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)K是減小閉環(huán)系統(tǒng)靜差度、是減小閉環(huán)系統(tǒng)靜差度、 擴(kuò)大調(diào)速范圍的有效措施。擴(kuò)大調(diào)速范圍的有效措施。 但但K太大，對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性不利。太大，對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性不利。 機(jī)電傳動(dòng)控制7一、單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)一、單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng) 1. 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)（1）系統(tǒng)組成）系統(tǒng)組成+ +-

5、 -放放大大器器MTG+ +- -+ +- -+ +- -UtgUdIdn+ +- - -+ +U Ug+ +- -MTGUfUku整整流流器器觸觸發(fā)發(fā)器器測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)負(fù)反饋負(fù)反饋電壓電壓給定電壓給定電壓偏差偏差電壓電壓控控制制角角控控制制電電壓壓輸出輸出電壓電壓轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速機(jī)電傳動(dòng)控制8一、單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)一、單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng) 1. 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)（2）調(diào)節(jié)原理）調(diào)節(jié)原理 在反饋控制的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，在反饋控制的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中， 與電動(dòng)機(jī)同軸安裝一臺(tái)測(cè)速發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)同軸安裝一臺(tái)測(cè)速發(fā)電機(jī) TG ， 從而引出與被調(diào)

6、量轉(zhuǎn)速成正比的負(fù)反饋電壓從而引出與被調(diào)量轉(zhuǎn)速成正比的負(fù)反饋電壓Uf ， 與給定電壓與給定電壓 Ug 相比較后，得到轉(zhuǎn)速偏差電壓相比較后，得到轉(zhuǎn)速偏差電壓 U ， 機(jī)電傳動(dòng)控制9一、單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)一、單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng) 1. 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng) 經(jīng)過(guò)放大器經(jīng)過(guò)放大器 ，產(chǎn)生控制電壓，產(chǎn)生控制電壓Uk， 通過(guò)觸發(fā)器，改變控制角通過(guò)觸發(fā)器，改變控制角， 使整流器的輸出電壓使整流器的輸出電壓Ud改變，改變，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)亩刂齐妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n。（2）調(diào)節(jié)原理）調(diào)節(jié)原理機(jī)電傳動(dòng)控制10一、單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)一、單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng) 1. 轉(zhuǎn)速負(fù)反

7、饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)（3）閉環(huán)系統(tǒng)的）閉環(huán)系統(tǒng)的 穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖KpKs1/ /CeUgUkUEnUdUf+ + +- -IdR- -機(jī)電傳動(dòng)控制11一、單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)一、單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng) 1. 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)勵(lì)磁變化勵(lì)磁變化Id變化變化電源波動(dòng)電源波動(dòng)Kp變化變化電阻變化電阻變化檢測(cè)誤差檢測(cè)誤差KpKs1/ /CeUgUkUEnUdUf+ + +- - IdR- -各種各種擾動(dòng)作用擾動(dòng)作用最終都要最終都要影響到轉(zhuǎn)速影響到轉(zhuǎn)速（4）擾動(dòng)作用與影響）擾動(dòng)作用與影響機(jī)電傳動(dòng)控制12一、單閉環(huán)有靜差調(diào)速

8、系統(tǒng)一、單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng) 1. 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)對(duì)被反饋環(huán)包圍的前向通道上的擾動(dòng)都有抑制功能。系統(tǒng)對(duì)被反饋環(huán)包圍的前向通道上的擾動(dòng)都有抑制功能。例如：例如： UkUd n UfUUkUd n Id n UfUUkUd n KpKs1/ /CeUgUkUEnUdUf+ + +- - IdR- -（5）抗擾能力）抗擾能力機(jī)電傳動(dòng)控制13一、單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)一、單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng) 2. 電壓負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)電壓負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)（見(jiàn)教材（見(jiàn)教材P282圖圖7-38） 它只能補(bǔ)償可控整流電源的等效內(nèi)阻所引起的速度降落，它只能補(bǔ)

9、償可控整流電源的等效內(nèi)阻所引起的速度降落， 故它主要不是用來(lái)穩(wěn)速，而是用它來(lái)防止過(guò)電壓，故它主要不是用來(lái)穩(wěn)速，而是用它來(lái)防止過(guò)電壓， 改善動(dòng)態(tài)特性、加快過(guò)渡過(guò)程。改善動(dòng)態(tài)特性、加快過(guò)渡過(guò)程。3. 電壓負(fù)反饋與電流正反饋組成的電壓負(fù)反饋與電流正反饋組成的 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)（見(jiàn)教（見(jiàn)教材材P278圖圖7-39） 電流正反饋可以補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)電樞電阻壓降電流正反饋可以補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)電樞電阻壓降IaRa， 因而擴(kuò)大了調(diào)速范圍，提高了轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。因而擴(kuò)大了調(diào)速范圍，提高了轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。 只要二者比例配合適當(dāng)，可以起到速度負(fù)反饋的作用。只要二者比例配合適當(dāng)，可以起到速

10、度負(fù)反饋的作用。機(jī)電傳動(dòng)控制14系統(tǒng)組成見(jiàn)教材系統(tǒng)組成見(jiàn)教材P281圖圖7-43。單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)中采用比例積分單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)中采用比例積分（PI）調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器， 比例部分迅速反映調(diào)節(jié)作用，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，比例部分迅速反映調(diào)節(jié)作用，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快， 積分部分最終消除靜態(tài)偏差。積分部分最終消除靜態(tài)偏差。 因此較好地解決了系統(tǒng)靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的矛盾，獲得廣泛應(yīng)用。因此較好地解決了系統(tǒng)靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的矛盾，獲得廣泛應(yīng)用。 對(duì)于反饋檢測(cè)元件和給定電源誤差的消除，對(duì)于反饋檢測(cè)元件和給定電源誤差的消除， 閉環(huán)系統(tǒng)是無(wú)能為力的，故高精度的自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)必須閉環(huán)系統(tǒng)是無(wú)能為力的，故高精度的自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)必須 有高精度的

11、檢測(cè)元件和給定電源作保證。有高精度的檢測(cè)元件和給定電源作保證。 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)解決不了系統(tǒng)工作時(shí)沖擊電流大的問(wèn)題，單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)解決不了系統(tǒng)工作時(shí)沖擊電流大的問(wèn)題， 所以，還要加電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)來(lái)限制過(guò)大的電流。所以，還要加電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)來(lái)限制過(guò)大的電流。 二、單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)二、單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng) 機(jī)電傳動(dòng)控制15二、單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)二、單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng) 電流截止負(fù)反饋單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)電流截止負(fù)反饋單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng) (見(jiàn)：教材見(jiàn)：教材P281圖圖7-43、 P282圖圖7-45) 有些生產(chǎn)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)可能會(huì)遇到堵轉(zhuǎn)的情況。有些生產(chǎn)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)可能會(huì)遇到堵轉(zhuǎn)的情況。

12、 例如，由于故障，機(jī)械軸被卡住，或挖土機(jī)運(yùn)行時(shí)碰到堅(jiān)硬例如，由于故障，機(jī)械軸被卡住，或挖土機(jī)運(yùn)行時(shí)碰到堅(jiān)硬 的石塊等等。由于閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性很硬，若沒(méi)有限流的石塊等等。由于閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性很硬，若沒(méi)有限流 環(huán)節(jié)，硬運(yùn)行下去，電流將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)允許值。環(huán)節(jié)，硬運(yùn)行下去，電流將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)允許值。 如果只依靠過(guò)流繼電器或熔斷器保護(hù)，一過(guò)載就跳閘，如果只依靠過(guò)流繼電器或熔斷器保護(hù)，一過(guò)載就跳閘， 也會(huì)給正常工作帶來(lái)不便。也會(huì)給正常工作帶來(lái)不便。 采取電流截止負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)，可以獲得采取電流截止負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)，可以獲得“堵轉(zhuǎn)堵轉(zhuǎn)”特性特性 ( (常稱(chēng)常稱(chēng)“挖土機(jī)挖土機(jī)”特性特性) )，防止電流過(guò)大而燒壞電機(jī)。

13、防止電流過(guò)大而燒壞電機(jī)。 機(jī)電傳動(dòng)控制16二、單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)二、單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng) 電流截止負(fù)反饋單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)電流截止負(fù)反饋單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng) (見(jiàn)：教材見(jiàn)：教材P281圖圖7-43、 P282圖圖7-45) 調(diào)速系統(tǒng)靜特性調(diào)速系統(tǒng)靜特性Ia0I0n0IOn0 Ia0n0IOn0A-轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速負(fù)反饋特性負(fù)反饋特性B-電流負(fù)反饋特性電流負(fù)反饋特性當(dāng)挖土機(jī)遇到當(dāng)挖土機(jī)遇到堅(jiān)硬的石塊而過(guò)載時(shí)，堅(jiān)硬的石塊而過(guò)載時(shí)， 電動(dòng)機(jī)停下，電動(dòng)機(jī)停下， 電流也只是電流也只是 堵轉(zhuǎn)電流堵轉(zhuǎn)電流Ia0。這樣的兩段式靜特性常稱(chēng)作這樣的兩段式靜特性常稱(chēng)作下垂特性下垂特性或或挖土機(jī)特性挖土機(jī)特性。機(jī)電傳動(dòng)控

14、制17系統(tǒng)組成見(jiàn)教材系統(tǒng)組成見(jiàn)教材P283圖圖7-48。轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 是一個(gè)具有電流調(diào)節(jié)器為內(nèi)環(huán)是一個(gè)具有電流調(diào)節(jié)器為內(nèi)環(huán) 和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器為外環(huán)的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)。和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器為外環(huán)的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)。 兩個(gè)調(diào)節(jié)器都采用比例積分調(diào)節(jié)器，兩個(gè)調(diào)節(jié)器都采用比例積分調(diào)節(jié)器， 它具有良好的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性。它具有良好的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性。機(jī)電傳動(dòng)控制18 就靜態(tài)特性而言，就靜態(tài)特性而言， 電流負(fù)反饋內(nèi)環(huán)對(duì)于轉(zhuǎn)速環(huán)來(lái)說(shuō)只相當(dāng)于一個(gè)擾動(dòng)作用。電流負(fù)反饋內(nèi)環(huán)對(duì)于轉(zhuǎn)速環(huán)來(lái)說(shuō)只相當(dāng)于一個(gè)擾動(dòng)作用。 當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)， 電流負(fù)反饋的擾動(dòng)作用完全被轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的積分作用電

15、流負(fù)反饋的擾動(dòng)作用完全被轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的積分作用 所抵消，所以，雙閉環(huán)系統(tǒng)仍是一個(gè)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)。所抵消，所以，雙閉環(huán)系統(tǒng)仍是一個(gè)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)。 且在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和、轉(zhuǎn)速環(huán)失去作用、且在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和、轉(zhuǎn)速環(huán)失去作用、 僅剩下電流環(huán)起作用時(shí)，系統(tǒng)相當(dāng)于恒流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，僅剩下電流環(huán)起作用時(shí)，系統(tǒng)相當(dāng)于恒流調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 靜特性呈現(xiàn)出很陡的下垂段保護(hù)特性。靜特性呈現(xiàn)出很陡的下垂段保護(hù)特性。 機(jī)電傳動(dòng)控制19 就動(dòng)態(tài)特性而言，就動(dòng)態(tài)特性而言， 在給定信號(hào)大范圍增加的啟動(dòng)過(guò)程中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和，在給定信號(hào)大范圍增加的啟動(dòng)過(guò)程中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和， 系統(tǒng)相當(dāng)于恒值電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可基本實(shí)現(xiàn)理想啟動(dòng)過(guò)程。系統(tǒng)相當(dāng)于恒

16、值電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可基本實(shí)現(xiàn)理想啟動(dòng)過(guò)程。 如果擾動(dòng)作用在電流環(huán)以?xún)?nèi)，如果擾動(dòng)作用在電流環(huán)以?xún)?nèi)， 如電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，則電流內(nèi)環(huán)能及時(shí)加以調(diào)節(jié)；如電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，則電流內(nèi)環(huán)能及時(shí)加以調(diào)節(jié)； 如果擾動(dòng)作用在電流環(huán)之外，如果擾動(dòng)作用在電流環(huán)之外， 如負(fù)載波動(dòng)，則靠轉(zhuǎn)速環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)，如負(fù)載波動(dòng)，則靠轉(zhuǎn)速環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)， 此時(shí)電流環(huán)相當(dāng)于電流的隨動(dòng)系統(tǒng)，此時(shí)電流環(huán)相當(dāng)于電流的隨動(dòng)系統(tǒng)， 電流反饋加快了跟隨作用。電流反饋加快了跟隨作用。 機(jī)電傳動(dòng)控制20l 采用邏輯控制無(wú)環(huán)流可逆電路，兩組變流器反并聯(lián)連接。采用邏輯控制無(wú)環(huán)流可逆電路，兩組變流器反并聯(lián)連接。l 實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)時(shí)，兩組變流器交替工作。實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正反

17、轉(zhuǎn)時(shí)，兩組變流器交替工作。 兩組變流器的兩組變流器的反并聯(lián)可逆線路反并聯(lián)可逆線路機(jī)電傳動(dòng)控制21對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)四象限運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)四象限運(yùn)行時(shí)兩組變流器工作情況兩組變流器工作情況電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，正轉(zhuǎn)時(shí)，正正組整流組整流由正轉(zhuǎn)由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)的制動(dòng)的制動(dòng)過(guò)程中，過(guò)程中，反組逆變反組逆變電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，反轉(zhuǎn)時(shí)，反反組整流組整流由反轉(zhuǎn)由反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)的制動(dòng)的制動(dòng)過(guò)程中，過(guò)程中，正組逆變正組逆變機(jī)電傳動(dòng)控制22l 自從全控型電力電子器件問(wèn)世以后，自從全控型電力電子器件問(wèn)世以后， 就出現(xiàn)了采用脈沖寬度調(diào)制（就出現(xiàn)了采用脈沖寬度調(diào)制（PWM） 的高頻開(kāi)關(guān)控制方式，的高頻開(kāi)關(guān)控制方式，l 形成的脈

18、寬調(diào)制變換器形成的脈寬調(diào)制變換器-直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)， 簡(jiǎn)稱(chēng)直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)，即直流簡(jiǎn)稱(chēng)直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)，即直流PWM調(diào)速系統(tǒng)。調(diào)速系統(tǒng)。l PWM變換器的作用是：變換器的作用是： 用用PWM調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓，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系列，調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓系列， 從而可以改變平均輸出電壓的大小，從而可以改變平均輸出電壓的大小， 以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。概述概述機(jī)電傳動(dòng)控制23PWM變換器電路有多種形式，變換器電路有多種形式，主要分為不可逆與可逆兩大類(lèi)。主要分為不可逆與可逆兩大類(lèi)。概述概述

19、一一. 不可逆不可逆PWM變換器變換器 1. 簡(jiǎn)單的不可逆簡(jiǎn)單的不可逆PWM變換器變換器 （直流降壓斬波器直流降壓斬波器） 2. 有制動(dòng)的不可逆有制動(dòng)的不可逆PWM變換器變換器二二. 橋式可逆橋式可逆PWM變換器變換器 可逆可逆PWM變換器主電路有多種形式，變換器主電路有多種形式， 最常用的是橋式（亦稱(chēng)最常用的是橋式（亦稱(chēng)H形）電路。形）電路。機(jī)電傳動(dòng)控制24為全控型器件為全控型器件 若為晶閘管，若為晶閘管，須有輔助關(guān)斷電路。須有輔助關(guān)斷電路。續(xù)流二極管續(xù)流二極管負(fù)載出現(xiàn)的負(fù)載出現(xiàn)的反電動(dòng)勢(shì)反電動(dòng)勢(shì)降壓斬波電路降壓斬波電路1. 簡(jiǎn)單的不可逆簡(jiǎn)單的不可逆PWM變換器變換器一一. 不可逆不可逆PW

20、M變換器變換器機(jī)電傳動(dòng)控制25tttOOOTEuGEtontoffi0i1i2I10I20t1u0t2降壓斬波電路的原理圖及波形降壓斬波電路的原理圖及波形lt=0時(shí)刻驅(qū)動(dòng)時(shí)刻驅(qū)動(dòng)V導(dǎo)通，導(dǎo)通， 電源電源E向負(fù)載供電，向負(fù)載供電， 負(fù)載電壓負(fù)載電壓uo=E， 負(fù)載電流負(fù)載電流io 按指數(shù)曲線上升。按指數(shù)曲線上升。lt=t1時(shí)控制時(shí)控制V關(guān)斷，關(guān)斷， 二極管二極管VD續(xù)流，續(xù)流， 負(fù)載電壓負(fù)載電壓uo近似為零，近似為零， 負(fù)載電流負(fù)載電流 呈指數(shù)曲線下降。呈指數(shù)曲線下降。l串大電感串大電感L使負(fù)載使負(fù)載 電流連續(xù)且脈動(dòng)小。電流連續(xù)且脈動(dòng)小。1. 簡(jiǎn)單的不可逆簡(jiǎn)單的不可逆PWM變換器變換器一一. 不

21、可逆不可逆PWM變換器變換器機(jī)電傳動(dòng)控制26tttOOOTEuGEtontoffi0i1i2I10I20t1u0t2降壓斬波電路的原理圖及波形降壓斬波電路的原理圖及波形1. 簡(jiǎn)單的不可逆簡(jiǎn)單的不可逆PWM變換器變換器一一. 不可逆不可逆PWM變換器變換器 負(fù)載電壓平均值負(fù)載電壓平均值EETtEtttU onoffononoton V通的時(shí)間通的時(shí)間toff V斷的時(shí)間斷的時(shí)間 導(dǎo)通占空比導(dǎo)通占空比REUIMoo 負(fù)載電流平均值負(fù)載電流平均值機(jī)電傳動(dòng)控制27tttOOOTEuGEtontoffi0i1i2I10I20t1u0t2降壓斬波電路的原理圖及波形降壓斬波電路的原理圖及波形1. 簡(jiǎn)單的不可

22、逆簡(jiǎn)單的不可逆PWM變換器變換器一一. 不可逆不可逆PWM變換器變換器斬波電路三種控制方式斬波電路三種控制方式（改變占空比的（改變占空比的方式）方式） T不變，變不變，變ton 脈沖寬度調(diào)制脈沖寬度調(diào)制( (PWM ) ) ton不變，變不變，變T 頻率調(diào)制頻率調(diào)制 ton和和T都可調(diào)都可調(diào)混合型混合型 負(fù)載電壓平均值負(fù)載電壓平均值EETtU ono機(jī)電傳動(dòng)控制28CUs+M_+EMUg1VT2VT1Ug2VD2VD12. 有制動(dòng)的有制動(dòng)的不可逆不可逆PWM變換器變換器一一. 不可逆不可逆PWM變換器變換器4123制制動(dòng)狀態(tài)動(dòng)狀態(tài)“3” VT2導(dǎo)通導(dǎo)通“4” VT2關(guān)斷關(guān)斷 VD1續(xù)流續(xù)流電動(dòng)狀態(tài)電動(dòng)狀態(tài)“1” VT1導(dǎo)通導(dǎo)通“2” VT1關(guān)斷關(guān)斷 VD2續(xù)流續(xù)流機(jī)電傳動(dòng)控制292. 有制動(dòng)的有制動(dòng)的不可逆不可逆PWM變換器變換器一一. 不可逆不可逆PWM變換器變換器U, iUdEidUsttonT04444333VT2VT2VT2VD1VD1VD1VD1tUg制動(dòng)狀態(tài)的電壓制動(dòng)狀態(tài)的電壓和和電流波形電流波形電動(dòng)狀態(tài)的電壓和電流波形電動(dòng)狀態(tài)的電壓和電流波形U, iUdEidUsttonT0VT1VT1VT1VT1VD2VD2VD2VD212121212機(jī)電傳動(dòng)控制30二二. 橋式