第二十三講 20直流PWM變換器-電動機系統及開環調速系統機械特性

謝謝! 本講結束 * * 電力傳動控制系統 上海開放大學 * 第二十三講 直流PWM變換器-電動機系統及開環調速系統機械特性 * 不可逆PWM變換器 電流可逆PWM變換器 橋式PWM變換器 開環調速系統機械特性 內容提要 * 用脈沖寬度調制的方法，把恒定的直流電源電壓調制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓序列，從而改變平均輸出電壓的大小，以調節電動機轉速。 稱為直流脈寬調速系統，或直流PWM調速系統。 直流PWM變換器-電動機系統 * 與V-M系統相比，PWM調速系統在很多方面有較大的優越性。 (1)主電路簡單，需用的電力電子器件少； (2)開關頻率高，電流容易連續； (3)低速性能好，穩速精度高，調速范圍寬； (4)動態響應快，抗擾能力強。 直流PWM變換器-電動機系統 * 不可逆，又稱直流降壓斬波器。 1.不可逆PWM變換器 * 在一個開關周期T內， Ug為正，VT飽和導通，電源電壓Us通過VT加到直流電動機電樞兩端。 Ug為負， VT關斷，電樞電路中的電流通過續流二極管VD續流，直流電動機電樞電壓近似等于零。 不可逆PWM變換器 * 直流電動機電樞兩端的平均電壓為 占空比 改變占空比，即可實現直流電動機的調壓調速。 不可逆PWM變換器 * 不可逆PWM變換器電流不能反向， 續流二極管VD的作用只是為電樞電流id提供一個續流的通道。 要實現電動機的制動，必須提供反向電流通道。 不可逆PWM變換器 * 電流可逆PWM變換器 正向電流通路：VT1，VD2正向續流二極管。 反向電流通路：VT2，VD1反向續流二極管。 2.電流可逆PWM變換器 * 電動狀態， id始終為正。 0≤t1/2，γ>0，輸出平均電壓為正； 當ρ<1/2， γ<0，輸出平均電壓為負； 當ρ=1/2， γ =0，輸出平均電壓為零。 輸出電壓瞬時值正負相間。 橋式PWM變換器 * 橋式PWM變換器有下列優點： (1)電樞電流連續； (2)可使電動機在四象限運行； (3)電動機停止時有微振電流，能消除靜磨擦死區； (4)低速平穩性好，系統的調速范圍大； (5)低速時，每個開關器件的驅動脈沖仍較寬，有利于保證器件的可靠導通。 橋式PWM變換器 * 電壓方程 機械特性 或用電流表示 直流PWM調速系統機械特性 * 機械特性 不可逆PWM，第Ⅰ象限 電流可逆PWM，第Ⅰ、 Ⅱ象限 橋式PWM，四象限 直流PWM調速系統機械特性 * PWM控制器與變換器框圖 傳遞函數 推導方法與晶閘管整流器相同，只是Ts小得多。 PWM變換器傳遞函數 * 開環調速系統，即無反饋控制的直流調速系統。調節控制電壓Uc就可以改變電動機的轉速。 晶閘管整流器和PWM變換器都是可控的直流電源，用UPE來統一表示可控直流電源。 4.開環調速系統機械特性 * 開環調速系統結構與機械特性 開環調速系統機械特性 * 各環節的穩態關系 電力電子變換器 直流電動機 開環調速系統的機械特性 開環調速系統機械特性 * 穩態結構圖 不同轉速下的靜差率 開環調速系統穩態分析 特性a和b的硬度相同，額定速降ΔnN相同。 特性a和b的靜差率s不同,理想空載轉速低，靜差率s大。 * 調速范圍D、靜差率s和額定速降ΔnN間的關系 要求s值越小時，系統能夠允許的調速范圍D也越小。 調速范圍，是指在最低速時還能滿足所需靜差率的轉速可調范圍。 開環調速系統穩態分析 本講要點 *

總結

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