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1、一 、相控直流传动系统介绍,相位控制传动系统如图,二 、相控直流传动系统的机械特性,机械特性通式为：,Rd为主回路电阻，包括变流装置总电阻、电枢电阻和平波电抗器内阻。,当电流和附加电感较大时，电流连续，否则，电流可能断续。,第一节 相控直流传动系统,第二章 直流电气传动系统,1、电流连续时的机械特性。,（1-25）,改变控制角 ，得一组平行直线， 该特性 和G-M系统相似。,2、电流断续时机械特性的定性分析,由于电流为零时，Ud=E，所以与电流连续时相比，相同 角，相同Id时对应的平均输出电压Ud值变大了，致使机械特性变软，理想空载转矩升高。,以三相半波整流电路为例分析 特性变软的定性分析,理
2、想空载转速升高定性分析,理想空载转速n0对应电枢电流Id = 0，即管子不通。而必须使电动势E 大于等于 触发信号发出后对应的相电压的最大值，才能保证管子不通，Id = 0。,（因 ） 三相半波电路时 ：,由于单相电路,3、结论： 脉冲相位控制传动系统的机械特性，在电流连续时与G-M系统类似，是一组平行的硬特性；在电流断续时，理想空载转速变高，特性变软，出现非线性。,为保证电流连续，使电动机工作在电流连续段，可在电枢回路中串入平波电抗器Lp。,三、相位控制直流可逆系统,可逆系统的提出 可逆系统的实现方法 可逆及快速制动需电流反向，需两组变流器 可逆系统的组成,不存在直流环流，但存在脉动环流。脉
3、动环流可用均衡电抗器来限制。,（1）f = r时的环流分析,结论：,不同配合控制 时环流分析 以三相零式电路为例分析环流,1、环流分析 环流 脉动环流 直流环流 、,设正组处于整流状态，输出电压Udf，角度f ； 反组处于逆变状态，输出电压Udr，角度 r,设,总结 ： 配合控制是有无直流环流的临界点，当 配合控制 时，可逆系统产生直流环流：当 配合控制时，可逆系统 只有脉动环流，而且随着 差值的增大，脉动环流减小。,环流波形分析说明，以 为例分析,（直流环流）,由直流平均值 和直流平均值为零的脉动分量组成，前者产生直流环流，后者产生脉动环流。两者叠加即为环流波形。,或者用 来分析，图中为稳态
4、时波形,2、相位控制直流可逆系统的机械特性,有环流可逆系统的机械特性，由正、反两组变流器单独向电动机供电时的机械特性合成。,Id = I1 - I2 机械特性 n=f（Id）,（1）特性画法,（2）待逆变、待整流的概念,两组变流器均有触发脉冲，由哪一组供电呢？,（3）特性 abc 分析,a点：可逆系统工作在电动状态；VF工作在电流连续区的整流,b点：理想空载点。,c点：可逆系统工作在回馈制动状态；VF工作在电流断续的待,状态a1点；VR工作在电流断续区的待逆变状态a2点。,整流状态c1点；VR工作在电流连续的逆变状态c2点。,（4）Uct由大变小，相应 变到 时的降速过程分析,Udr=Udf,
5、a、 VF整流，UdfE，而Udr=UdfE，所以VR不满足逆变条件，处于待,逆变状态，,b、 随着Uct变小， 上升，Udf=Udr减小，由于n不能突变，E也不能突,变所以Udf=UdrE，工作点变到B点后，VR处于逆变状态，电动机发电制动，VF由于UdfE，而处于待整流状态。,c、 随着转速n下降，最后稳定到C点，Te=TL，或Id=IdL，电机稳定运行，,此时，VF整流，VR待逆变。,（4）有环流可逆系统的优、缺点,优点：在反组切换时，电流能平滑过渡，没有动态死区，能加快动 态过程。 少量环流流过晶闸管作为基本环流，使电机在空载或轻载时 也能工作在电流连续区，从而避免了电流断续引起的非线
6、性 现象对系统静、动态性能的影响。 缺点：增加环流电抗器，损耗增大。 适用于要求反向快，过渡平滑性要求较高的中、小型系统。,3、相位控制无环流可逆系统,逻辑无环流 错位无环流,四、相位控制传动系统的传递函数,1、晶闸管变流器传递函数,装置简介,输入 Uct 输出Ud,由于晶闸管一旦导通就不再受控，直到该元件关断为止。因此，变流器输出Ud滞后输入Uct , 滞后时间即为晶闸管失控时间。,失控时间分析,最大失控时间为两个自然换相点之间的时间。,f 电源频率,m一周内换相次数，整流电压波头数,单相桥式整流电路Ts=5ms 三相桥式整流电路Ts=1.67ms,传递函数,（234）,Ks为放大系数,传函
7、简化 （用频率特性分析）,若 及 ，则传递函数近似成一阶惯性环节,（2-35）,工程上， 就认为 ，所以近似条件变为,即系统频带 或用开环频率特性的交接频率 来表示近似条件。,2、电机的传递函数,（1）电流连续时的传递函数,结构图：,所以：,定义： 电枢回路电磁时间常数，而,其中,简化：,传递函数：,（2）电流断续时的传递函数,分析：Tl = 0 Tm Tm,第二节 直流PWM传动系统,一、不可逆直流传动系统 由负载电流可逆斩波电路供电 二、可逆直流传动系统 由桥式可逆斩波电路供电 三、直流PWM传动系统的机械特性 直流PWM传动系统的机械特性是一组平行的直线,第二章小结,1. 脉冲相位控制传
8、动系统的机械特性的特点： 在电流连续时与G-M系统类似，是一组平行的硬特; 在电流断续时，理想空载转速变高，特性变软，出现非线性。 2. 脉冲相位控制可逆传动系统的组成需由两组变流器组成, 系统的机械特性是一组平行的直线 3. 环流, 脉动环流, 直流环流,配合控制是有无直流环流的临界点，当 配合控制 时，可逆系统产生直流环流; 当 配合控制时，可逆系统 只有脉动环流，而且随着 差值的增大，脉动环流减小。 脉动环流可用均衡电抗器来限制。,4. 有环流可逆系统的优、缺点,优点：在反组切换时，电流能平滑过渡，没有动态死区，能加快动态过程。少量环流流过晶闸管作为基本环流，使电机在空载或轻载时也能工作在电流连续区，从而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 缺点：增加环流电抗器，损耗增大。 5. 相位控制传动系统的传递函数 电流连续时电动机的传递函数: 晶闸管变流器传递函数:,