交直流调速系统与MATLAB仿真-第3章-直流脉宽调速系统ppt课件

PowerPoint 电子演示文稿第三章第三章 直流脉宽调速系统及其仿真直流脉宽调速系统及其仿真第一节第一节 直流脉宽调速系统概述直流脉宽调速系统概述脉宽调制脉宽调制将恒定的直流电压调制成极性可变、大小可调的将恒定的直流电压调制成极性可变、大小可调的脉冲电压，实现直流电机电枢端电压的平滑调节。脉冲电压，实现直流电机电枢端电压的平滑调节。PWM（Pulse Width Modulation）由）由GTO、GTR、IGBT、P-MOSFET等全控型器件组成的脉冲宽度调制器。等全控型器件组成的脉冲宽度调制器。与与V-M系统相比，系统相比，PWM-M的优越性：的优越性：(1)主电路线路简单，需用的功率元件少；主电路线路简单，需用的功率元件少；(2)开关频率高，电流易连续，谐波少，电机损耗和发热较小；开关频率高，电流易连续，谐波少，电机损耗和发热较小；(3)低速性能好，稳速精度高，调速范围宽；低速性能好，稳速精度高，调速范围宽；(4)系统快速响应性能好，动态抗扰能力强；系统快速响应性能好，动态抗扰能力强；1第三章 直流脉宽调速系统及其仿真1PowerPoint 电子演示文稿 (5)主电路元件工作在开关状态，导通损耗小，装置效率较高；主电路元件工作在开关状态，导通损耗小，装置效率较高；(6)直流电源采用不可控三相整流时，功率因数高。直流电源采用不可控三相整流时，功率因数高。全全控控型型器器件件构构成成的的直直流流脉脉宽宽调调速速系系统统的的原原理理是是一一样样的的，只只是不同器件具有各自不同的驱动、保护及器件的使用问题。是不同器件具有各自不同的驱动、保护及器件的使用问题。PWM-M系系统统和和V-M系系统统的的主主要要区区别别在在主主电电路路和和PWM控控制制电路。闭环控制系统以及静、动态分析和设计基本相同。电路。闭环控制系统以及静、动态分析和设计基本相同。本本章章以以GTR为为例例介介绍绍直直流流脉脉宽宽调调制制的的主主电电路路和和它它的的控控制制电电路（如果是其它全控型器件，其分析方法是类似的）。路（如果是其它全控型器件，其分析方法是类似的）。2 (5)主电路元件工作在开关状态，导通损耗小，装置效率较高PowerPoint 电子演示文稿第二节第二节 PWM变换器和变换器和PWM-M系统开环机械特性系统开环机械特性一、脉宽调制原理一、脉宽调制原理 脉脉冲冲宽宽度度调调制制（PWM）是是通通过过功功率率管管的的开开关关作作用用，将将恒恒定定直直流流电电压压转转换换成成频频率率一一定定，宽宽度度可可调调的的方方波波脉脉冲冲电电压压，通通过过调调节节脉脉冲冲电电压压的的宽宽度度而而改改变变输输出出电电压压平平均均值值的的一一种种功功率率变变换换技技术术。由由脉脉宽宽调调制制器器向向电电机机供供电电的的系系统统称称为为脉脉宽宽调调速速系系统统，简简称称PWM-M调速系统。调速系统。图图3-1 PWM-M调速系统调速系统(a)系统原理图系统原理图(b)输出电压波形输出电压波形3第二节 PWM变换器和PWM-M系统开环机械特性图3-1 PowerPoint 电子演示文稿假假定定VT先先导导通通ton，这这期期间间电电源源电电压压全全部部加加到到电电枢枢上上，然然后后关关断断toff，电电枢枢失失去去电电源源，经经VD续续流流。如如此此周周而而复复始始，则则电电枢枢端端电压波形如图电压波形如图3-1(b)所示。电机电枢端电压所示。电机电枢端电压的平均值为：的平均值为：为为PWM的占空比。改变的占空比。改变 的值可调压，实现电机调速。的值可调压，实现电机调速。改变改变占空比占空比的方法的方法4假定VT先导通ton，这期间电源电压全部加到电枢上，然后关断PowerPoint 电子演示文稿 二、脉宽调制变换器二、脉宽调制变换器 PWM变换器分：变换器分：不可逆和可逆不可逆和可逆两类。两类。可逆变换器分：可逆变换器分：双极式、单极式和受限单极式双极式、单极式和受限单极式多种。多种。（一）不可逆（一）不可逆PWM变换器变换器 1、无制动作用的、无制动作用的PWM变换器变换器 （1）电路组成）电路组成 图图3-2所所示示为为变变换换器器的的主主电电路路原原理理图图。采采用用全全控控型型的的GTR代代替替半半控控型型的的晶晶闸闸管管，电电源源电电压压Us为为不不可可控控整整流流电电源源，采采用大电容用大电容C滤波，滤波，VD在在VT关断时为电枢提供续流回路。关断时为电枢提供续流回路。5 二、脉宽调制变换器5PowerPoint 电子演示文稿 改变（0（2）工作原理）工作原理VT的基极由脉宽可调的电压的基极由脉宽可调的电压Ub驱动。在一个周期内，当驱动。在一个周期内，当0tt0n时，时，Ub为正，为正，VT饱和导通，饱和导通，Us通过通过VT加到电枢端。加到电枢端。t0ntT时，时，Ub为负，为负，VT截止，电枢失去电源，经截止，电枢失去电源，经VD续流。续流。电机得到的平均端电压为：电机得到的平均端电压为：(a)原理图原理图 (b)电压和电流波形电压和电流波形6 PowerPoint 电子演示文稿 图图3-2（b）中绘出了电枢的脉冲端电压）中绘出了电枢的脉冲端电压ud、平均电压平均电压Ud和和电枢电流电枢电流id的波形。的波形。id 是脉动的。因开关频率较高，电流脉动是脉动的。因开关频率较高，电流脉动幅值不会很大，影响到转速幅值不会很大，影响到转速n和反电动势和反电动势E的波动就更小了。的波动就更小了。电压平衡方程电压平衡方程机械特性方程机械特性方程 调速系统的空载转速，与占空比成正比；调速系统的空载转速，与占空比成正比；负载电流造成的转速降。负载电流造成的转速降。7 图3-2（b）中绘出了电枢的脉冲端电压ud、平均电压Ud和PowerPoint 电子演示文稿2、有制动作用的、有制动作用的PWM变换器变换器（1）电路组成）电路组成 不不可可逆逆电电路路不不能能产产生生制制动动。需需制制动动时时须须有有反反向向电电流流-id的的通通路路，应应设设置置控控制制反反向向的的第第二二个个电电力力晶晶体体管管，形形成成VT1和和VT2交交替替开开关关的的电电路路，如如图图（a）所所示示。电电路路由由VT1和和VT2，VD1和和VD2组组成成。VT1是是主主管管，起起控控制制作作用用；VT2是是辅辅助助管管，构构成成电电机的制动电路。机的制动电路。82、有制动作用的PWM变换器8（2）工作原理）工作原理VT1和和VT2的的驱驱动动电电压压Ub1=-Ub2，电电动动运运行行时时，正正脉脉冲冲比比负负脉脉冲宽，平均电流为正值，一个周期内分两段变化。冲宽，平均电流为正值，一个周期内分两段变化。在在0tton期期间间，Ub1 为为正正，VT1饱饱和和导导通通；Ub2为为负负，VT2截截止。止。Us加到电枢两端，电流加到电枢两端，电流id 沿图中的回路沿图中的回路1流通。有流通。有在在tontT 期期间间，Ub1和和Ub2都都变变极极性性，VT1截截止止，但但VT2却却不不能能导导通通，因因id沿沿回回路路2经经VD2续续流流，在在VD2两两端端产产生生的的压压降降给给VT2施施加加了了反反压压。实实际际上上是是VT1、VD2交交替替导导通通，而而VT2始始终终不通，其电压和电流波形如图不通，其电压和电流波形如图3-3（b）所示。此时，有）所示。此时，有 9（2）工作原理在tontUd。这时希望。这时希望VT2能发挥作用。能发挥作用。制动过程分析：制动过程分析：在在tontT阶阶段段。由由于于Ub2变变正正，VT2导导通通，E-Ud产产生生反反向向电流电流-id沿回路沿回路3通过通过VT2流通，产生能耗制动，直到流通，产生能耗制动，直到t=T止。止。在在TtT+ton阶阶段段。VT2截截止止，-id沿沿回回路路4通通过过VD1续续流流，对电源回馈制动，同时在对电源回馈制动，同时在VD1上的压降使上的压降使VT1不能导通。不能导通。结结论论：在在整整个个制制动动状状态态中中，VT2、VD1轮轮流流导导通通，而而VT1始始终终截截止止，电电压压和和电电流流波波形形示示于于图图3-3（c）。反反向向电电流流的的制制动动作用使电机转速下降，直到新的稳态。作用使电机转速下降，直到新的稳态。10 如在电动运行中要降低转速，则应使Ub1的正脉冲变窄，（二）可逆（二）可逆PWM变换器变换器 其其主主电电路路结结构构有有H型型，T型型等等，常常用用H型型变变换换器器，它它由由4个个电电力力晶晶体体管管和和4个个续续流流二二极极管管组组成成桥桥式式电电路路。在在控控制制方方式式上上分分双双极极式式、单单极极式式和和受受限限单单极极式式三三种种。着着重重分分析析双双极极式式H型型PWM变换器，然后再简要说明其它方式的特点。变换器，然后再简要说明其它方式的特点。1、双极式可逆、双极式可逆PWM变换器变换器 （1）构成特点）构成特点4个个VT的的基基极极驱驱动动分分两两组组。VTl和和VT4同同时时导导通通和和关关断断，驱驱 动动 电电 压压 Ub1=Ub4；VT2和和VT3同同时时动动作作，驱驱动动电电压压U b2=Ub3=-Ub1。波形于图。波形于图3-5。11（二）可逆PWM变换器（1）构成特点11PowerPoint 电子演示文稿（2）工作原理）工作原理当当0tton时时，Ub1和和Ub4为为正正，晶晶体体管管VT1和和VT4饱饱和和导导通通，而而Ub2和和Ub3为为负负，VT2和和VT3截截止止。这这时时+Us加加在在电电枢枢AB两端，两端，UAB=US，电枢电流，电枢电流id沿回路沿回路1流通。流通。当当tontT 时时，Ub1和和Ub4变变负负，VT1和和VT4截截止止；Ub2、Ub3变变正正，但但VT2、VT3并并不不能能立立即即导导通通，因因在在电电枢枢电电感感释释放放储储能能的的作作用用下下，id沿沿回回路路2经经VD2，VD3续续流流，VD2、VD3上上的的压压降降使使VT2和和VT3的的 c-e端端承承受受反反压压，这这时时UAB=-US。UAB在在一一个个周周期期内内正正负负相相间间，双双极极式式PWM变变换换器器的的特特征征，其其电电压、电流波形示于图压、电流波形示于图3-5。12（2）工作原理12PowerPoint 电子演示文稿1313UAB的的正正、负负变变化化，使使电电流流存存在在两两种种情情况况，如如图图3-5中中的的id1和和id2。id1相相当当于于负负载载较较重重情情况况，平平均均电电流流大大，在在续续流流阶阶段段电电流流仍维持正方向，电机始终工作在电动状态。仍维持正方向，电机始终工作在电动状态。id2相相当当于于负负载载很很轻轻的的情情况况，平平均均电电流流小小，在在续续流流阶阶段段电电流流很很快快衰衰减减到到零零，于于是是VT2和和VT3的的c-e两两端端失失去去反反压压，在在(-Us)和和电电枢枢反反电电势势的的合合成成作作用用下下导导通通，电电枢枢电电流流反反向向，沿沿回回路路3流流通通，电电机机处处于于制制动动状状态态。同同理理，在在0tT2，则则电电枢枢两两端端的的平平均均电电压压为为正正，电机正转。电机正转。当正脉冲较窄时，当正脉冲较窄时，tonT2，平均电压为负，电机反转。，平均电压为负，电机反转。当当正正、负负脉脉冲冲宽宽度度相相等等，ton=T2，平平均均电电压压为为零零，电电动动机停止。机停止。图图3-5所示的电压、电流波形都是在电动机正转时的情况。所示的电压、电流波形都是在电动机正转时的情况。15 结论：双极式可逆PWM变换器的电流波形和不可逆但有制动PowerPoint 电子演示文稿1616 双极式双极式PWM变换器的优点如下：变换器的优点如下：(1)电流一定连续；电流一定连续；(2)可使电机在四象限运行；可使电机在四象限运行；(3)电机停止时有微振电流，能消除静摩擦死区；电机停止时有微振电流，能消除静摩擦死区；(4)低低速速时时，每每个个晶晶体体管管的的驱驱动动脉脉冲冲仍仍较较宽宽，有有利利于于保保证证晶晶体管可靠导通。体管可靠导通。(5)低速平稳性好，调速范围可达低速平稳性好，调速范围可达20000左右。左右。双极式双极式PWM变换器的缺点：变换器的缺点：在在工工作作过过程程中中4个个晶晶体体管管都都处处于于开开关关状状态态，损损耗耗大大，易易发发生生上上、下下两两管管直直通通事事故故。为为防防止止上上、下下两两管管直直通通，在在一一管管关断和另一管导通的驱动脉冲之间，应设置逻辑延时。关断和另一管导通的驱动脉冲之间，应设置逻辑延时。17 双极式PWM变换器的优点如下：17 2、单极式可逆、单极式可逆PWM变换器变换器 为为克克服服双双极极式式变变换换器器的的缺缺点点，可可采采用用单单极极式式PWM变变换换器器。其电路和双极式同，不同之处在于驱动脉冲信号。其电路和双极式同，不同之处在于驱动脉冲信号。在在单单极极式式PWM中中，左左边边两两个个管管子子的的驱驱动动脉脉冲冲Ub1=-Ub2，有有和和双双极极式式一一样样的的正正负负交交替替脉脉冲冲，使使VT1和和VT2交交替替导导通通。右右边边两两管管VT3和和VT4的的驱驱动动信信号号则则不不同同，改改成成因因电电机机的的转转向向而而施施加加不不同同的直流控制信号。的直流控制信号。当当电电机机正正转转时时，使使Ub3恒恒为为负负，Ub4恒恒为为正正，则则VT3截截止止而而VT4常常通通。电电机机反反转转时时，则则Ub3恒恒为为正正而而Ub4恒恒为为负负，使使VT3常常通通而而VT4截止。截止。负负载载较较重重时时各各管管的的开开关关情情况况和和电电枢枢电电压压的的状状况况列列于于表表3-1中中，同同时时列列出出双双极极式式变变换换器器的的情情况况以以资资比比较较。负负载载较较轻轻时时，电电流流在在一个周期内也会来回变向，各管导通和截止的变化还要多些。一个周期内也会来回变向，各管导通和截止的变化还要多些。18 2、单极式可逆PWM变换器18表表3-1 双极式、单极式和受限单极可逆双极式、单极式和受限单极可逆PWM变换器比较（当负载较重时）变换器比较（当负载较重时）控制控制方式方式电电 机机转转 向向0ttontontT占占 空空 比比调节范围调节范围开关状况开关状况UAB开关状况开关状况UAB双极式双极式正转正转VT1、VT4导通导通VT2、VT3截止截止+USVT1、VT4截止截止VD2、VD3续流续流-US01反转反转VD1、VD4续流续流VT2、VT3截止截止 +USVT1、VT4截止截止VT2、VT3导通导通-US-10单极式单极式正转正转VT1、VT4导通导通VT2、VT3截止截止+USVT4导通、导通、VD2续流续流VT1、VT3截止、截止、VT2不通不通001反转反转VT3导通、导通、VD1续流续流VT2、VT4截止，截止，VT1不通不通0VT2、VT3导通导通VT1、VT4截止截止-US-10受受 限限单极式单极式正转正转VT1、VT4导通导通VT2、VT3截止截止+USVT4导通、导通、VD2续流续流VT1、VT2、VT3截止截止001反转反转VT2、VT3导通导通VT1、VT4截止截止-USVT3导通、导通、VD1续流续流VT1、VT2、VT4截止截止0-1019表3-1 双极式、单极式和受限单极可逆PWM变换器比较（当 表表3-1中中，单单极极式式变变换换器器的的UAB表表明明，在在电电机机朝朝一一个个方方向向旋旋转转时时，PWM变变换换器器只只在在一一个个阶阶段段中中输输出出某某一一极极性性的的脉脉冲冲电电压压，在在另另一一阶阶段段中中UAB=0，故故称称作作“单单极极式式”变变换换器器。为为此此，其其输输出出电电压压波波形形与与不不可可逆逆PWM变变换换器器一一样样，见见图图3-3（b）和式和式(3-1)。由由于于单单极极式式变变换换器器的的VT3和和VT4二二者者中中总总有有一一个个常常通通，一一个个常常截截止止，运运行行中中无无须须频频繁繁交交替替导导通通。和和双双极极式式变变换换器器相相比比开关损耗可减少，装置的可靠性提高。开关损耗可减少，装置的可靠性提高。单单极极式式变变换换器器开开关关损损耗耗和和可可靠靠性性比比双双极极式式好好，但但仍仍存存在在VT1和和VT2交交替替导导通通和和关关断断时时电电源源直直通通的的危危险险。研研究究一一下下表表3-1中中各各晶晶体体管管的的状状况况，可可发发现现，当当电电机机正正转转时时，在在0tton 期期间间，VT2截止，在截止，在tontT期间由于期间由于VD2续流，续流，VT2也不通。也不通。20 表3-1中，单极式变换器的UAB表明，在电机朝一个方PowerPoint 电子演示文稿 受限单极式变换器受限单极式变换器 在在电电机机正正转转时时，Ub2恒恒为为负负，VT2一一直直截截止止；在在电电机机反反转转时时，Ub1恒恒为为负负，VTl一一直直截截止止，其其它它驱驱动动信信号号和和一一般般单单极极式式相同。相同。如如果果负负载载较较重重，电电流流id在在一一个个方方向向内内连连续续变变化化，所所有有的的电压、电流波形都和一般单极式变换器一样。电压、电流波形都和一般单极式变换器一样。当当负负载载较较轻轻时时，由由于于有有两两个个晶晶体体管管一一直直处处于于截截止止状状态态，不不会会出出现现电电流流变变向向，在在续续流流期期间间电电流流衰衰减减到到零零时时(t=td)，波波形形中中断断，电电枢枢两两端端电电压压跳跳变变到到UAB=E，如如图图3-6所所示示。其其电电流流断断续续现现象象使使变变换换器器的的外外特特性性变变软软。使使PWM调调速速系系统统的的静静、动动态态性性能能变变差差，但但不不会会产产生生VT1、VT2直直通通的的故故障障。系系统统的的可靠性提高。可靠性提高。21 受限单极式变换器21电电流流断断续续时时，电电枢枢电电压压的的提提高高把平均电压抬高，成为把平均电压抬高，成为令令EUd，则，则新的负载电压系数新的负载电压系数22电流断续时，电枢电压的提高把平均电压抬高，成为令EUd，则有制动能力的不可逆电路和单极式可逆电路，电压方程式为有制动能力的不可逆电路和单极式可逆电路，电压方程式为双极式可逆电路，将第二个方程中的电源改为双极式可逆电路，将第二个方程中的电源改为 ，其余不变。其余不变。23有制动能力的不可逆电路和单极式可逆电路，电压方程式为双极式可PowerPoint 电子演示文稿第三节第三节 PWM-M直流调速系统直流调速系统一、一、PWM-M直流调速系统的控制电路直流调速系统的控制电路PWM变变换换器器是是调调速速系系统统的的主主电电路路，是是对对已已有有的的PWM波波形形的的电电压压信信号号Ub1Ub4进进行行功功放放，并并不不改改变变信信号号的的PWM波波性性质质。而而PWM电电压压波波形形的的产产生生、分分配配则则是是PWM变变换换器器控控制制电电路路的的功功能能。为为此此，由由GTR构构成成的的脉脉宽宽调调速速系系统统还还必必须须具具备备相相应应的的控控制制电电路路。图图3-7为为双双闭闭环环脉脉宽宽调调速速控控制制系系统统的的原原理理框框图图。其其中中属属于于脉脉宽宽调调速速系系统统特特有有的的环环节节有有脉脉宽宽调调制制器器UPW、调调制制波波发发生生器器GM、逻逻辑辑延延时时环环节节DLD和和电电力力晶晶体管的基极驱动器体管的基极驱动器GD。24第三节 PWM-M直流调速系统24UPW-脉宽调制器脉宽调制器 GM-调制波发生器调制波发生器 DLD-逻辑延时环节逻辑延时环节 GD-基极驱动电路基极驱动电路 FA-瞬时动作的限流保护瞬时动作的限流保护25UPW-脉宽调制器 GM-调制波发生器 DLD-逻辑延时（一）锯齿波脉宽调制器（一）锯齿波脉宽调制器（UPW-GM）脉脉宽宽调调制制器器是是一一个个电电压压-脉脉冲冲变变换换装装置置，由由ACR的的输输出出电电压压Uc控控制制，将将输输入入的的直直流流控控制制信信号号转转换换成成与与之之成成比比例例的的方方波波脉脉冲冲电电压压信信号号，对对电电力力晶晶体体管管进进行行控控制制，从从而而得得到到希希望望的的方波输出电压。常用的脉宽调制器有下列几种：方波输出电压。常用的脉宽调制器有下列几种：（1）用锯齿波作调制信号的脉宽调制器；）用锯齿波作调制信号的脉宽调制器；（2）用三角波作调制信号的脉宽调制器；）用三角波作调制信号的脉宽调制器；（3）用多谐振荡器和单稳态触发器组成的脉宽调制器；）用多谐振荡器和单稳态触发器组成的脉宽调制器；（4）数字式脉宽调制器。）数字式脉宽调制器。26（一）锯齿波脉宽调制器（UPW-GM）26（二）逻辑延时环节（二）逻辑延时环节（DLD）在在可可逆逆PWM变变换换器器中中，跨跨接接在在电电源源两两端端的的上上、下下两两晶晶体体管管交交替替工工作作，由由于于晶晶体体管管存存在在关关断断时时间间，如如果果在在这这段段时时间间内内一一个个晶晶体体管管未未完完全全关关断断，此此时时另另一一个个晶晶体体管管已已导导通通，则则将将造造成成上上下下两两管管直直通通，使使电电源源短短路路。为为避避免免发发生生此此情情况况，应应设设置置一一逻逻辑辑延延时时环环节节，保保证证在在对对一一个个管管子子发发出出关关闭闭脉脉冲冲后后（图图3-10中中的的Ub1），延延时时t1d再再发发出出对对另另一一管管的的开开通通脉脉冲冲（如如Ub2），避避免免两两管管同同时时导导通。通。27（二）逻辑延时环节（DLD）27PowerPoint 电子演示文稿 （三）限流保护环节（三）限流保护环节（FA）在在逻逻辑辑延延时时环环节节中中还还可可引引入入保保护护信信号号，例例如如瞬瞬时时动动作作的的限限流流保保护护信信号号(见见图图3-7中中的的 FA)，一一旦旦桥桥臂臂电电流流超超过过允允许许最最大大电电流流时时，使使VT1、VT4(或或VT2、VT3)两两管管同同时时封封锁锁，以以保保护电力晶体管。护电力晶体管。（四）脉冲分配电路（四）脉冲分配电路 它它根根据据电电力力晶晶体体管管PWM的的导导通通次次序序，对对经经延延时时后后的的脉脉宽宽调调制制信信号号进进行行适适当当的的逻逻辑辑变变换换，分分配配给给基基极极驱驱动动电电路路，以以满满足足功功率率转转换换电电路路工工作作所所要要求求的的“通通”、“断断”时时序序的的脉脉冲冲电电压压，使使晶晶体体管管能能按按照照指指定定的的顺顺序序“通通”、“断断”，保保证证系系统正常工作。统正常工作。28 （三）限流保护环节（FA）28（五）基极驱动电路（五）基极驱动电路 基基极极驱驱动动电电路路的的作作用用是是对对脉脉冲冲分分配配电电路路提提供供的的脉脉冲冲号号进进行行功功率率放放大大，以以驱驱动动主主电电路路的的电电力力晶晶体体管管，每每个个晶晶体体管管应应有有独独立立的的基基极极驱驱动动电电路路。为为了了确确保保晶晶体体管管在在开开通通时时能能迅迅速速达达到到饱饱和和导导通通，关关断断时时能能迅迅速速截截止止，正正确确设设计计基基极极驱驱动动电电路路是是非非常重要的。常重要的。首首先先，由由于于各各驱驱动动电电路路是是独独立立的的，但但控控制制电电路路共共用用，因因此此必必须须使使控控制制电电路路与与驱驱动动电电路路互互相相隔隔离离，常常用用光光电电耦耦合合器器实实现现这一隔离作用。这一隔离作用。其其次次，正正确确的的GTR驱驱动动电电流流波波形形如如图图3-11所所示示，每每一一开开关关过程包含三个阶段，即开通、饱和导通和关断。过程包含三个阶段，即开通、饱和导通和关断。29（五）基极驱动电路29 正确的正确的GTR驱动电流波形如图驱动电流波形如图3-11所示，每一开关过程包含所示，每一开关过程包含开通、饱和导通和关断三个阶段。开通、饱和导通和关断三个阶段。1、开通阶段、开通阶段为为使使晶晶体体管管在在任任何何情情况况下下开开通通时时都都能能饱饱和和导导通通，避避免免晶晶体体管管在在开开通通瞬瞬间间因因基基流流不不足足而而退退出出饱饱和和区区，导导致致正正向向击击穿穿。必必须须引引入入加加速速开开通通电电路路，即即在在基基极极电电流流Ib1的的基基础础上上再再增增加加一一个个强强迫迫驱驱动动分分量量Ib1，强强迫迫驱驱动动的的时时间间取取决决于于续续流流二二极极管管的的反反向向恢恢复复时时间。间。30 正确的GTR驱动电流波形如图3-11所示，每一开关过程包 2、饱和导通阶段、饱和导通阶段 此此阶阶段段的的基基极极电电流流Ib1决决定定于于在在输输出出最最大大集集电电极极电电流流时时能能饱饱和导通，只要比这时的临界饱和基极电流和导通，只要比这时的临界饱和基极电流Ibs大些就行了。大些就行了。3、关断阶段、关断阶段 由由于于晶晶体体管管导导通通时时处处于于饱饱和和状状态态，因因此此在在关关断断时时有有大大量量存存贮贮电电荷荷，导导致致关关断断时时间间延延长长。为为了了加加速速关关断断过过程程，必必须须在在基基极极加加上上负负的的偏偏压压，以以便便抽抽出出基基区区剩剩余余电电荷荷，这这样样就就形形成成负负的的基基极极电电流流-Ib2。在在晶晶体体管管关关断断后后，负负偏偏压压能能使使它它可可靠靠地地截截止止，但负偏压也不宜过大，只要以形成最佳的但负偏压也不宜过大，只要以形成最佳的dIb2/dt为宜。为宜。31 2、饱和导通阶段31二、二、PWM-M直流调速系统直流调速系统图图3-12为双极式为双极式PWM-M双闭环可逆调速系统原理图。双闭环可逆调速系统原理图。32二、PWM-M直流调速系统32