电机与拖动基础9

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1、三相半波零式晶闸管电动机系统的主电路负载为电动机时的整流电压波形cos17. 132sin2226650EttdEU降低电源电压调速时的机械特性控制角控制角变化变化时的机时的机械特性械特性cos17. 120EU 电流不连续时整流电压与电流波形电流不连续时的机械特性02020.585/1.414/eenECnEC电流连续电流断续反并联连接的两组晶闸管装置向直流电动机供电晶闸管晶闸管直流电动机系统的优点为：直流电动机系统的优点为：改变控制角，即可调节电动机的电改变控制角，即可调节电动机的电枢端电压或励磁电流，从而达到平枢端电压或励磁电流，从而达到平滑调速的目的。其技术与经济指标滑调速的目的。其技

2、术与经济指标较高；调速范围大，平滑性高，质较高；调速范围大，平滑性高，质量小，占地面积小，运行效率高，量小，占地面积小，运行效率高，设备投资和运行费用都较低，而且设备投资和运行费用都较低，而且快速响应控制准确快速响应控制准确。其缺点是：其缺点是：1 1）由于电枢电流为）由于电枢电流为脉冲波脉冲波 ，电流的有效值较高，电流的有效值较高，增加电枢的铜耗，引起电动机增加电枢的铜耗，引起电动机效率下降。效率下降。 2 2）当调速范围较）当调速范围较大时，功率因数较低大时，功率因数较低 。3 3）晶）晶闸管整流装置整流变压器一次闸管整流装置整流变压器一次电流中的谐波成分会造成种种电流中的谐波成分会造成种

3、种不良影响不良影响 。 斩控式斩控式PWM变换器变换器（又称为（又称为斩波器斩波器）可以将恒定的直）可以将恒定的直流电源电压变换为大小和极性均可调的直流电压，从而方流电源电压变换为大小和极性均可调的直流电压，从而方便地实现直流电动机的平滑调速以及四象限运行。便地实现直流电动机的平滑调速以及四象限运行。 由于采用全控型器件（如由于采用全控型器件（如IGBT、MOSFET、GTR），），其开关频率高，系统的动态响应快，调速范围宽（可达其开关频率高，系统的动态响应快，调速范围宽（可达1:20000），综合指标明显优于相控式变流器。），综合指标明显优于相控式变流器。分别给出了直流斩波器的原理图以及控制

4、与输出电压的波形图。 直流PWM变换器的原理图与其电压波形 直流直流PWM变换器的基本原理、电路结构变换器的基本原理、电路结构与工作状态与工作状态斩波器的基本工作原理斩波器的基本工作原理定义其占空比占空比为：Tton 则输出电压的平均值为：ddonaUUTtU 设斩波器的导通时间为 ，关断时间为 ，则开关频率为：ontofftTttfoffons11 由式可见，改变占空比便可以改变电枢两端电压的平均值改变占空比便可以改变电枢两端电压的平均值。 占空比可以通过下列两种方式改变：占空比可以通过下列两种方式改变：n 定频调宽法：即保持开关频率不变，而仅改变导通时间；定频调宽法：即保持开关频率不变，而

5、仅改变导通时间；n 定宽调频法：即保持导通时间不变，仅改变开关频率。定宽调频法：即保持导通时间不变，仅改变开关频率。 斩波器多采用定频调宽法即PWM进行控制，故这种控制方式的斩波器又称为直流直流PWM变换器变换器。 四象限可逆式直流四象限可逆式直流PWM变换器变换器 具有四象限运行功能的直流PWM变换器如下图所示。 具有四象限运行的H桥直流PWM变换器 下面对直流PWM变换器在四象限的运行情况分别讨论如下：第第I I象限运行：象限运行： 第第I I象限对应于直流电机处于正向电动机运行状态，此时，电枢象限对应于直流电机处于正向电动机运行状态，此时，电枢电流和转速（或反电势）的方向均为正。电流和转

6、速（或反电势）的方向均为正。 图a给出了第I象限运行时主回路的电路图。此时，主开关 和 同时导通。 第I象限运行的直流PWM变换器 假定 关断，则电枢回路中的电流将减小。在电枢电感的自感电势作用下，电枢电流将通过二极管 和 续流，此时电枢回路处于短路状态，相应的主电路如图b所示。下页图a、b给出了第 象限运行时电枢两端的电压和电枢电流的波形。1T1T2T4D2TI第I象限运行时直流PWM变换器的输出电压和电流波形 同样，电枢电压的改变也可以采用另一方案实现。现介绍如下： 假若电枢电流连续，在上述方案中，如果关断的不仅仅是主开关 ，而是 和 同时关断，则在电枢电感的作用下，电枢电流将沿二极管 和