现代运动控制系统工程(421)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第四章 可逆调速控制系统和,全数字调速控制器,本讲主要内容：,第二节 可逆线路中的环流及抑制措施,第,421,讲,2024/9/22,1,第二节 可逆线路中的环流及其抑制措施,在实现晶闸管电动机四象限运行的方法中，最理想的方案是由两组晶闸管整流装置反并联所组成的可逆调速系统。 这种可逆调速系统有一个非常突出的特点，这就是：,如果两组桥正确配合，当负载比较小时，流经晶闸管的电流不会产生电流断续现象；如果两组桥配合不好，就会出现两套可控整流桥短路的现象。,2,第二节 可逆线路中的环流及其抑制措施,一、环流及其种类,1,、定义,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称为环,流。如右图所示。,产生环流的主要原因是来自脉冲的施加方式上。,目前脉冲施加方式共有两种：,1),一组可控整流装置施加脉冲，另一组可控整流装置的脉冲被封锁。,这种工作方式在两组可控整流装置之间一般不会产生环流,(,逻辑无环,流控制方法,),。,3,第二节 可逆线路中的环流及其抑制措施,一、环流及其种类,1,、定义,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称为环,流。如右图所示。,2),一组可控整流装置施加脉冲，另一组可控整流装置的脉冲移到逆变,区,(,配合控制方法,),。,脉冲在逆变区的位置不同可产生或不产生环流。如果要产生环流，那,么可以产生哪些环流呢？,4,第二节 可逆线路中的环流及其抑制措施,一、环流及其种类,2,、环流的分类,直流环流,在一组可控整流装置施加,脉冲，另一组可控整流装置的脉冲移,到逆变区的工作方式中：,当正组的平均整流电压,(,反组的平均整流电压,),时，所,产生的环流 称为直流环流，如上图所示 ；,5,第二节 可逆线路中的环流及其抑制措施,一、环流及其种类,2,、环流的分类,瞬时脉动环流,当正组的平均整流电压,(,反组的平均整流电压,),时，,所产生的环流称为瞬时脉动环流。,为什么正组的平均整流电压不大于,反组的平均整流电压还会出现环流呢？,这,是因为平均值不大于，不等于瞬时值不大,于,，如右图所示。,瞬时脉动环流的主要特,点是有规律的重复出现。,6,第二节 可逆线路中的环流及其抑制措施,一、环流及其种类,2,、环流的分类,动态环流,在过渡过程中出现的环流称,为动态环流，这种环流在任何一种脉冲控,制方式下都有可能产生。,7,第二节 可逆线路中的环流及其抑制措施,一、环流及其种类,2,、环流的分类,动态环流,在过渡过程中出现的环流称,为动态环流，这种环流在任何一种脉冲控,制方式下都有可能产生。,例如：,在逻辑无环流 可逆系统中，如,果一组晶闸管还没有完全阻断，另一组晶,闸管就提前导通了，此时出现的环流就是,动态环流。这种环流对两组晶闸管危害很,大，往往会损坏晶闸管。,8,第二节 可逆线路中的环流及其抑制措施,一、环流及其种类,3,、环流的二重性,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，环流太大时甚至会导致晶闸管损坏，因此必须予以抑制。但环流也,有一个非常突出的优点，只要控制得好，保证晶闸管安全工作，可以利,用环流作为流过晶闸管的基本负载电流，即使在电动机空载或轻载时也,可使晶闸管装置工作在电流连续区，避免了电流断续引起的非线性现象,对系统静、动态性能的影响。而且在可逆系统中存在少量环流，可以保,证电流的无间断反向，加快反向时的过渡过程。,9,第二节 可逆线路中的环流及其抑制措施,一、环流及其种类,4,、可逆调速系统的分类,直流环流可逆调速系统,有环流可逆调速系统,脉动环流可逆调速系统,(,重点,),可逆调速系统,逻辑无环流可逆调速系统,(,重点,),无环流可逆调速系统,错位无环流可逆调速系统,错位无环流的一般定义为：当晶闸管整流组的所有瞬时电压都不大于,晶闸管逆变组的所有瞬时电压时所出现的无环流状态称为错位无环流。,10,第二节 可逆线路中的环流及其抑制措施,二、典型配合控制,1,、,配合控制,：在反并联可逆调速系统中，其中一组处于整流状态，另,外一组的控制角在逆变区，并且在任何情况下 和 都存在一定,的函数关系这种控制方法称为配合控制。,11,第二节 可逆线路中的环流及其抑制措施,二、典型配合控制,2,、,典型配合控制,：在配合控制方法中如果：,这种配合控制方法称为,典型配合控制,(,平均值大小相等符号相反,),又, 典型配合控制又称 工作配合控制。,12,第二节 可逆线路中的环流及其抑制措施,三、瞬时脉动环流及其控制,1,、产生的原因,尽管整流组输出电压的平均值,不大于逆变组逆变电压的平均值，,但是整流组的瞬时输出电压值大于,逆变组瞬时逆变电压。,13,第二节 可逆线路中的环流及其抑制措施,三、瞬时脉动环流及其控制,2,、抑制方法与理论根据,因为,在平均脉动电流相同的情况下，脉,动环流的幅值越高所消耗的电网功率也就,越大。,证明如下，假设两个平均脉动电流相,同，如右图所示，等效电阻为,R,。,由功率消耗定义可得：,14,第二节 可逆线路中的环流及其抑制措施,三、瞬时脉动环流及其控制,又, 幅值越高所消耗的电能也就越大。,为了减少两电源之间在等效电阻上的消耗要限制脉动环流的幅值。,w,1,w,2,15,第二节 可逆线路中的环流及其抑制措施,三、瞬时脉动环流及其控制,解决的方法是：,在环流流经的线路上增加限制环流峰值的电抗器。,简称环流电抗器。,对于 如下图所示的反并联可逆调速系统，环流电抗器应该放置在什么位,置上呢？,16,三、瞬时脉动环流及其控制,3,、实施过程,名词解释：,非独立电源电路,:(,直接反并联,),在反并联可逆系统中，如果,正反两组可控整流桥的电源都,是由同一个 变压器副边提供，,那么此供电形式称为非独立电,源电路。如右图所示。,17,三、瞬时脉动环流及其控制,3,、实施过程,名词解释：,独立电源电路,:(,交叉反并联,),在反并联可逆系统中，如,果正反两组可控整流桥的电,源不是同一个变压器副边提,供，那么此供电形式称为独,立电源电路。如右图所,示。,18,三、瞬时脉动环流及其控制,3,、实施过程,1),三相桥式非独立电源电路,必须用四个环流电抗器,如果左边组处于整流状,态，右边组处于待逆变,状态。,19,三、瞬时脉动环流及其控制,3,、实施过程,1),三相桥式非独立电源,电路必须用四个环流电,抗器,如果左边组处于整流,状态，右边组处于待逆,变,状态。,由于流入与流出的电流不是一个回路的电流，所以需要在每一个,无电枢电流流过的地方加二个环流电抗器。如上图所示。,20,三、瞬时脉动环流及其控制,3,、实施过程,1),三相桥式非独立电源,电路必须用四个环流电,抗器,如果右边组处于整流,状态，左边组处于待逆,变状态。,21,三、瞬时脉动环流及其控制,3,、实施过程,1),三相桥式非独立电源,电路必须用四个环流电,抗器,如果右边组处于整流,状态，左边组处于待逆,变状态。,原来加的那两个环流电抗器由于电枢电流流过而饱和失去了抑制环,流作用，所以为了抑制环流需要在无电枢电流流过的地方再增加两个环,流电抗器。如上图所示。,22,三、瞬时脉动环流及其控制,3,、实施过程,2),三相桥式独立电源电路必须用二个环流电抗器。,如果左边组处于整流状态，右边组处于待逆变状态，那么抑制环流,的环流电抗器只能加在无电枢电流流过的地方。如上图所示。,23,三、瞬时脉动环流及其控制,3,、实施过程,2),三相桥式独立电源电路必须用二个环流电抗器。,如果左边组处于整流状态，右边组处于待逆变状态，那么抑制环流的环流电抗器只能加在无电枢电流流过的地方。如上图所示。,24,三、瞬时脉动环流及其控制,3,、实施过程,2),三相桥式独立电源电路必须用二个环流电抗器。,如果左边组处于待逆变状态，右边组处于整流状态，原来加的那个环,流电抗器由于电枢电流流过而饱和失去了抑制环流作用，所以为了抑制,环流需要再增加一个环流电抗器。如上图所示。,25,三、瞬时脉动环流及其控制,3,、实施过程,小结：在有环流可逆调速系统中，对于,非独立电源电路用四个环流电抗器；对,于独立电源电路用二个环流电抗器，达,到降低环流峰值的目的。,环流电抗器的大小可以按照把瞬时环流,的直流分量限制在负载额定电流的,5,10,来设计。,注意：如果主电路上没有环流电抗,器，此控制系统是无环流可逆调速系统,如右图所示说明。,26,课间休息,!,27,