电机拖动系统第三节

在要求频繁正反转的生产机械上，经常采用的是两组晶闸管装置反并联的可逆线路， 见图3-3a
~
V
~
VT 1
Id
M U d A （ ）
VT 3
B （ ）
VT 2
Id
n VT 4
VF
VR
~
M I d
Id
图3-2 用晶闸管开关切换的可
0
逆线路
Id
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n b)
I d 图3-3a 用晶闸管开关切换的可
Ud0 f Ud0maxcos f ;Ud0r Ud0maxcosr
装置的Ud0 f max Ud0r max Ud0max 根据上面要求Ud0 f Ud0r有：
cos f cosr或 f r 1800 f 1800 r或 f r
这就叫做 配合控制消除平均环流
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f
VF +
+
~
M U d 0 I d E a
-
-
VF
~
-
Ud0
+
M I d E a
+
晶闸管装置产生逆变状态时普遍适用的两个必要条件：
（1）内部条件：控制U d角0 90 使晶闸管直流测产生
（2）外部条件：外电路必须要有一个直流电源，且其极性 须与Ud 0 的极性
相同，其数值应稍大于 U d 0
平均理想空载输出电压U d 0 与控制角
V
VF
VR
if
~
M U d I d
~
if
~
图3-5 0/9/30
§3-2 晶闸管-电动机系统的回馈制动
一 、晶闸管装置的整流和逆变状态 同一套晶闸管装置既可工作在整流状态，也可以工作在逆变状态。两种状态中
电流方向不变，而晶闸管装置直流侧输出的平均电压的极性相反。
第三章 可逆调速系统
❖ 3-1 晶闸管-电动机系统的 可逆线路
❖ 3-2 晶闸管-电动机系统的 回馈制动
❖ 3-3 两组晶闸管可逆线路中
的环流
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§3-1 晶闸管-电动机系统的可逆线路
改变电动机的旋转方向就必须改变电动机电磁转矩的方向。由直流电动机的转矩 公式 Te CmId可知，改变转矩的方向有两种方法，一是改变电动机电枢电流方向， 二是改变电动机励磁磁通的方向。与此对应，晶闸管——电动机系统的可逆线路就有 两种方式，即电枢反接可逆线路和励磁反接可逆线路。
（3）位势负载反转制动运行时电动机反电动势的极性而改变其方向，以维持原 来方向电流的流通；而发电回馈制动时，从电动机方面来看，任何负载在减速制 动过程中都不可能帮助电动机改变其反电动势的极性，要回馈电能必须设法使电 流反向
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三 如何在V-M系统中实现发电回馈制动
电动机在发电回馈制动时恰恰需要回馈能量，因此必须利用晶闸管装置的逆变状态。 反组晶闸管的逆变状态来实现电动机的发电回馈制动。以图3-7的反并联线路为例，我 们不难从中得到答案。
更能消除直流平均环流
实现 f r 线路上很容易见图3-9。
只 U c 要 t0 时 f0f0r 0 90 则 0U d 0 f ： U d 0 r 0
R1
VF I d
~
U d0f
EM
a)
n
图3-7 V-M系统正组整流电动机运行和反组逆变回馈制动
n
反组逆变 回馈制动
正组整流 电动运动
Id
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§3-3 两组晶闸管可逆线路中的环流
一 环流及其种类
所谓环流：是指不流过电动机或其它负载，而直接在两
组晶闸管之间流通的短路电流，如图3-8中所示反并联线路中
一。 电枢反接可逆线路
电枢反接可逆线路的形式是多种多样的，可采用通常的晶闸管——电动机系统， 这种线路只要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 整流电压的极性就可以了，见图3-1。
~
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KMF
V
Id
Ud
A （ ）
M
KMR
Id
图3-1 用接触器切换的可逆线路
KMR
间存在一个余弦函数关系
式： 2020/9/30
Ud0Ud0macxos
参看P5的公
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为避免 的角度值过大，定义了逆变角 180
则逆变工作时，输出电压平均值公式改写为 U d0U d0ma cxos
接近0（即：接近于 1800 ） 逆 变颠覆
二、 电动机的发电回馈制动
电动机的发电回馈制动和第一小节所讨论的电动机带位势性负载反转制动状态 相比，有本质上的区别： （1）发电回馈制动时电动机工作在第二象限，转速的方向还是正的，转矩变负；而 带位势性负载反转制动是在第四象限，转矩的方向变成负的，转矩未变。 （2）电动机带位势负载反转制动是一种稳定的运行状态，而发电回馈制动一般是一 个过渡过程，最终仍要回到第一象限才能稳定下来，或者最终回到零点而停止运行。
的电流 I c 。
缺点：环流的存在会显著地加重晶闸管和变压器的负担，消
耗无用的功率，环流太大时会导致晶闸管损坏。
优点：但环流也并非一无是处，可一利用环流作为流过晶闸
管的基本负载电流。
Rrec
Rrec
VF
VR
环流可分两类： 静态环流： 1.直流平均环流 ~
U d0f
R aI c
~
2.瞬时脉动环流
I d M Ud0r
逆线路
整流变压器单输 出反并联线路
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整流变压器双输 出交叉连接线路
二、 励磁反接可逆线路
要使直流电动机反转，除了改变电枢电压的极性之外，改变励磁磁通的 方向也能得到同样的效果，因此又有励磁反接的可逆线路，见图3-5。
励磁反接的方案只适用于对快速性要求不高，正、反转不太频繁的大容量可逆系统。
动态环流：仅在动态过程中存在
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图3-8反并联中的换返流 回
二 。直流平均环流与配合控制
由图3-8的反并联可逆线路可以看出，两组晶闸管都处于整流转态，
将 Ud0f 与Ud0r串联造成电源短路，此短路电流为直流平均环流。消除 方法Ud0f ；Ud0r —即反组逆变，相 且等 幅值
Ud0 f Ud0r P105式 （3 1） 得:
B （ ）
KMF
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这种方案比较简单、经济，但是接触器频繁切换，其动作噪声较大，寿命较低， 而且需要零点几秒的动作时间，所以只适合不经常正反转的生产机械。
为了避免有触点电器的缺点，也可采用无触点的晶闸管开关代替接触器，如图3-2所 示。这种方案的线路比较简单，工作可靠性也高，但该方案的耐压性和电流容量的要求 比较高，与下面讨论的采用两组晶闸管装置供电的可逆线路比较，在经济上并不节省很 多。