第4章第2讲V-M可逆直流调速系统课件.ppt

1、第第4章章 可逆控制和弱磁控制的直流调速系统可逆控制和弱磁控制的直流调速系统4.2 V-M可逆直流调速系统可逆直流调速系统教学目的教学目的掌握环流的产生及抑制方法、有环流和无环流双掌握环流的产生及抑制方法、有环流和无环流双闭环调速系统工作原理和实现方案；闭环调速系统工作原理和实现方案；掌握掌握=配合控制闭环调速系统的四象限运行动态配合控制闭环调速系统的四象限运行动态控制过程分析方法。控制过程分析方法。（一）（一）.V-M系统的可逆线路系统的可逆线路 根据电机理论根据电机理论，改变电枢电压的极性，或者改变电枢电压的极性，或者改变励磁磁通的方向，都能够改变直流电机的改变励磁磁通的方向，都能够改变直

2、流电机的旋转方向。因此，旋转方向。因此，V-M系统的可逆线路有两种系统的可逆线路有两种方式：方式：l电枢反接可逆线路；电枢反接可逆线路；l励磁反接可逆线路。励磁反接可逆线路。4.2 V-M可逆直流调速系统可逆直流调速系统4.2.1 V-M可逆直流调速系统的主回路及环流可逆直流调速系统的主回路及环流1V-M可逆直流调速系统的主回路结构可逆直流调速系统的主回路结构（1）.电枢反接可逆线路电枢反接可逆线路 电枢反接可逆线路的形式有多种，这里介电枢反接可逆线路的形式有多种，这里介绍如下绍如下3种方式：种方式：接触器开关切换的可逆线路接触器开关切换的可逆线路晶闸管开关切换的可逆线路晶闸管开关切换的可逆线

3、路两组晶闸管装置反并联可逆线路两组晶闸管装置反并联可逆线路 接触器开关切换的可逆线路接触器开关切换的可逆线路 KMF闭合，电动机正转；闭合，电动机正转；KMR闭合，电动机反转。闭合，电动机反转。Ud+IdIdM应用：应用：适用于适用于不经常不经常正反转正反转的生产的生产机械机械优点：优点：仅需一仅需一组晶闸组晶闸管装置，管装置，简单、简单、经济。经济。缺点：缺点：有触点切换，开有触点切换，开关寿命短；需自由停车关寿命短；需自由停车后才能反向，时间长。后才能反向，时间长。晶闸管开关切换的可逆线路晶闸管开关切换的可逆线路 VT1、VT4导通，电动机正转；导通，电动机正转；VT2、VT3导通，电动机

4、反转。导通，电动机反转。晶闸管开关切换的可逆线路晶闸管开关切换的可逆线路UdIdMVT1VT2VT3VT4+Id适用于中、适用于中、小功率的小功率的可逆系统可逆系统两组晶闸管装置反并联可逆线路两组晶闸管装置反并联可逆线路 较大功率的可逆直流调速系统多采用晶闸较大功率的可逆直流调速系统多采用晶闸管管-电动机系统。由于晶闸管的单向导电性，电动机系统。由于晶闸管的单向导电性，需要可逆运行时经常采用两组晶闸管可控整流需要可逆运行时经常采用两组晶闸管可控整流装置反并联的可逆线路，如下图所示。装置反并联的可逆线路，如下图所示。Idb)运行范围运行范围图图4-2 两组晶闸管可控整流装置反并联可逆线路两组晶闸

5、管可控整流装置反并联可逆线路 n 两组晶闸管装置反并联可逆供电方式两组晶闸管装置反并联可逆供电方式-n-IdnO正向反向a)电路结构电路结构MVRVFId-Id+-+-两组晶闸管装置可逆运行模式两组晶闸管装置可逆运行模式 n电动机正转时，由正组晶闸管装置电动机正转时，由正组晶闸管装置VF供电；供电；n反转时，由反组晶闸管装置反转时，由反组晶闸管装置VR供电。供电。两组晶闸管分别由两套触发装置控制，都能灵两组晶闸管分别由两套触发装置控制，都能灵活地控制电动机的起、制动和升、降速。活地控制电动机的起、制动和升、降速。但是，不允许让两组晶闸管同时处于整流状但是，不允许让两组晶闸管同时处于整流状态，否

6、则将造成电源短路，因此对控制电路提态，否则将造成电源短路，因此对控制电路提出了严格的要求。出了严格的要求。（2）.励磁反接可逆线路励磁反接可逆线路 改变励磁电流的方向也能使电动机改变转改变励磁电流的方向也能使电动机改变转向向。与电枢反接可逆线路一样，可以采用接触与电枢反接可逆线路一样，可以采用接触器开关或晶闸管开关切换方式，也可采用两组器开关或晶闸管开关切换方式，也可采用两组晶闸管反并联供电方式来改变励磁方向。晶闸管反并联供电方式来改变励磁方向。励磁励磁反接可逆线路见下图，电动机电枢用反接可逆线路见下图，电动机电枢用一组晶闸管装置供电，励磁绕组由另外的两组一组晶闸管装置供电，励磁绕组由另外的两

7、组晶闸管装置供电。晶闸管装置供电。励磁反接可逆供电方式励磁反接可逆供电方式晶闸管反并联励磁反接可逆线路晶闸管反并联励磁反接可逆线路MVId+-VR VFId-Id+-+-优点：供电装置功率小。优点：供电装置功率小。由于励磁功率仅占电动机额由于励磁功率仅占电动机额定功率的定功率的15%，因此，采用，因此，采用励磁反接方案，所需晶闸管励磁反接方案，所需晶闸管装置的容量小、投资少、效装置的容量小、投资少、效益高。益高。缺点：改变转向时间长。缺点：改变转向时间长。由于励磁绕组的电感大，励磁反由于励磁绕组的电感大，励磁反向的过程较慢；又因电动机不允向的过程较慢；又因电动机不允许在失磁的情况下运行，因此系

8、许在失磁的情况下运行，因此系统控制相对复杂一些。统控制相对复杂一些。小小 结结（1）V-M系统的可逆线路可分为两大类：系统的可逆线路可分为两大类：n电枢反接可逆线路电枢反接可逆线路电枢反接反向过程快，电枢反接反向过程快，但需要较大容量的晶闸管装置；但需要较大容量的晶闸管装置；n励磁反接可逆线路励磁反接可逆线路励磁反接反向过程慢，励磁反接反向过程慢，控制相对复杂，但所需晶闸管装置容量小。控制相对复杂，但所需晶闸管装置容量小。（2）每一类线路又可用不同的换向方式：每一类线路又可用不同的换向方式：n接触器切换线路接触器切换线路适用于不经常正反转的生产适用于不经常正反转的生产机械；机械；n晶闸管开关切

9、换线路晶闸管开关切换线路适用于中、小功率的可适用于中、小功率的可逆系统；逆系统；n两组晶闸管反并联线路两组晶闸管反并联线路适用于各种可逆系统。适用于各种可逆系统。小小 结结（二）（二）.晶闸管晶闸管-电动机系统的回馈制动电动机系统的回馈制动（1）晶闸管装置的整流和逆变状态晶闸管装置的整流和逆变状态 在两组晶闸管反并联线路的在两组晶闸管反并联线路的V-M系统中，晶闸管装置系统中，晶闸管装置可以工作在整流或有源逆变状态。可以工作在整流或有源逆变状态。在电流连续的条件下，晶闸管装置的平均理想空载输在电流连续的条件下，晶闸管装置的平均理想空载输出电压为出电压为（4-1）coscosmsinmd0max

10、md0UUU当控制角为当控制角为 90，晶闸管装置处于整流状态；晶闸管装置处于整流状态；当控制角为当控制角为 90，晶闸管装置处于逆变状态。晶闸管装置处于逆变状态。因此在整流状态中，因此在整流状态中，Ud0 为正值；在逆变状态中，为正值；在逆变状态中，Ud0 为负值。为了方便起见，定义逆变角为负值。为了方便起见，定义逆变角 =180 ，则，则逆变电压公式逆变电压公式可改写为可改写为 Ud0=Ud0 max cos（4-2）逆变电压公式逆变电压公式-+Ud0RM+-nEV-PId（2）.单组晶闸管装置的有源逆变单组晶闸管装置的有源逆变单组晶闸管装置供电的单组晶闸管装置供电的V-M系统在拖动起重机

11、类型的负系统在拖动起重机类型的负载时也可能出现整流和有源逆变状态。载时也可能出现整流和有源逆变状态。a）整流状态：提升重物，整流状态：提升重物，90,Ud0 E，n 0 由电网向电动机提供能量。由电网向电动机提供能量。b）逆变状态：放下重物）逆变状态：放下重物 90，Ud0 E，n 0 由电动机向电网回馈能量。由电动机向电网回馈能量。+-+-Ud0RMnEV-Pn90，Ud0为负，晶闸管装置本身不能输为负，晶闸管装置本身不能输出电流，电机不能产生转矩提升重物，只有靠出电流，电机不能产生转矩提升重物，只有靠重物本身的重量下降，迫使电机反转，产生反重物本身的重量下降，迫使电机反转，产生反向的电动势

12、向的电动势-E。n当当|E|Ud0|时，产生时，产生Id，因而产生与提升重，因而产生与提升重物同方向的转矩，起制动作用，使重物平稳下物同方向的转矩，起制动作用，使重物平稳下降。降。n电动机处于反转制动状态，成为受重物拖动的电动机处于反转制动状态，成为受重物拖动的发电机，将重物的位能转化成电能，通过晶闸发电机，将重物的位能转化成电能，通过晶闸管装置管装置V回馈给电网，回馈给电网，V则工作于有源逆变状态，则工作于有源逆变状态，V-M系统运行于第系统运行于第象限。象限。n整流状态：整流状态：电动机工作于电动机工作于第第1象限；象限；n逆变状态：逆变状态：电动机工作于电动机工作于第第4象限。象限。（2

13、）.单组晶闸管装置的有源逆变单组晶闸管装置的有源逆变图图4-7单组单组V-M系统带位能性负载时的整流和逆变状态系统带位能性负载时的整流和逆变状态(a)提升工作，整流状态提升工作，整流状态(b)下放工作，逆变状态下放工作，逆变状态(c)机械特性机械特性（3）.两组晶闸管装置反并联的整流和逆变两组晶闸管装置反并联的整流和逆变 两组晶闸管装置反并联可逆线路的整流两组晶闸管装置反并联可逆线路的整流和逆变状态原理与此相同，只是出现逆变状和逆变状态原理与此相同，只是出现逆变状态的具体条件不一样。态的具体条件不一样。现以正组晶闸管装置整流和反组晶闸管现以正组晶闸管装置整流和反组晶闸管装置逆变为例，说明两组晶

14、闸管装置反并联装置逆变为例，说明两组晶闸管装置反并联可逆线路的工作原理。可逆线路的工作原理。图图4-9 两组晶闸管反并联可逆两组晶闸管反并联可逆V-M系统的正组整流和反组逆变状态系统的正组整流和反组逆变状态R-+Ud0 fM+-nEVF-（a）正组整流电动运行）正组整流电动运行 正组晶闸管装置正组晶闸管装置VF整流整流nVF处于整流状态：处于整流状态：此时，此时，f 90，Ud0f E，n 0 电机从电路输入能量作电动运行。电机从电路输入能量作电动运行。PId（3）.两组晶闸管装置反并联的整流和逆变两组晶闸管装置反并联的整流和逆变nVR处于逆变状态：处于逆变状态：此时，此时，r 90，E|Ud

15、0r|，n 0 电机输出电能实现回馈制动。电机输出电能实现回馈制动。反组晶闸管装置反组晶闸管装置VRVR逆变逆变当电动机需要回馈制动时，由于电机当电动机需要回馈制动时，由于电机反电动势的极性未变，要回馈电能必反电动势的极性未变，要回馈电能必须产生反向电流，而反向电流是不可须产生反向电流，而反向电流是不可能通过能通过VF流通的。这时，可以利用控流通的。这时，可以利用控制电路切换到反组晶闸管装置制电路切换到反组晶闸管装置VR，并，并使它工作在逆变状态。使它工作在逆变状态。（3）.两组晶闸管装置反并联的整流和逆变两组晶闸管装置反并联的整流和逆变(a)正组整流电动运行正组整流电动运行(b)反组逆变制动

16、运行反组逆变制动运行Id-Idn反组逆变反组逆变回馈制动回馈制动正组整流正组整流电动运动电动运动c)机械特性运行范围机械特性运行范围 整流状态：整流状态：V-M系统工作在第一系统工作在第一象限。象限。逆变状态：逆变状态：V-M系统工作在第二系统工作在第二象限。象限。（3）.两组晶闸管装置反并联的整流和逆变两组晶闸管装置反并联的整流和逆变（4）.V-M系统的四象限运行系统的四象限运行 在可逆调速系统中，正转运行时可利用反在可逆调速系统中，正转运行时可利用反组晶闸管实现回馈制动，反转运行时同样可组晶闸管实现回馈制动，反转运行时同样可以利用正组晶闸管实现回馈制动。这样，采以利用正组晶闸管实现回馈制动

17、。这样，采用两组晶闸管装置的反并联，就可实现电动用两组晶闸管装置的反并联，就可实现电动机的四象限运行。机的四象限运行。归纳起来，可将可逆线路正反转时晶闸管归纳起来，可将可逆线路正反转时晶闸管装置和电机的工作状态列于表装置和电机的工作状态列于表4-1中。中。表表4-1 V-M系统反并联可逆线路的工作状态系统反并联可逆线路的工作状态 V-M系统的工作状态系统的工作状态正向运行正向运行正向制动正向制动反向运行反向运行反向制动反向制动电枢端电压极性电枢端电压极性+电枢电流极性电枢电流极性+电机旋转方向电机旋转方向+电机运行状态电机运行状态电动电动回馈发电回馈发电电动电动回馈发电回馈发电晶闸管工作的组别

18、和晶闸管工作的组别和状态状态正组整流正组整流反组逆变反组逆变反组整流反组整流正组逆变正组逆变机械特性所在象限机械特性所在象限一一二二三三四四（4）.V-M系统的四象限运行系统的四象限运行 反并联的晶闸管装置的其他应用反并联的晶闸管装置的其他应用 即使是不可逆的调速系统，只要是需要快速即使是不可逆的调速系统，只要是需要快速的回馈制动，常常也采用两组反并联的晶闸管的回馈制动，常常也采用两组反并联的晶闸管装置，由装置，由正组提供电动运行所需的整流供电正组提供电动运行所需的整流供电，反组只提供逆变制动反组只提供逆变制动。这时，两组晶闸管装置的容量大小可以不同，这时，两组晶闸管装置的容量大小可以不同，反

19、组只在短时间内给电动机提供制动电流，并反组只在短时间内给电动机提供制动电流，并不提供稳态运行的电流，实际采用的容量可以不提供稳态运行的电流，实际采用的容量可以小一些。小一些。2.可逆可逆V-M系统中的环流问题系统中的环流问题（一）（一）.环流及其种类环流及其种类n环流的定义：环流的定义：采用两组晶闸管反并联的可逆采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统，如果系统，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作，称作环流，如下图中所示。环流，如下图中所示。图图4-10 反并

20、联可逆反并联可逆V-M系统中的环流系统中的环流 MVR VFUd0f+-+Ud0rRrecRrecRa-环流的形成环流的形成IdIcIc 环流环流Id 负载电流负载电流 环流的危害和利用环流的危害和利用n危害：危害：一般地说，这样的环流对负载无益，徒一般地说，这样的环流对负载无益，徒然加重晶闸管和变压器的负担，消耗功率，环然加重晶闸管和变压器的负担，消耗功率，环流太大时会导致晶闸管损坏，因此应该予以抑流太大时会导致晶闸管损坏，因此应该予以抑制或消除。制或消除。n利用：利用：只要合理的对环流进行控制，保证晶闸只要合理的对环流进行控制，保证晶闸管的安全工作，可以利用环流作为流过晶闸管管的安全工作，

21、可以利用环流作为流过晶闸管的基本负载电流，的基本负载电流，使电动机在空载或轻载时可使电动机在空载或轻载时可工作在晶闸管装置的电流连续区工作在晶闸管装置的电流连续区，以避免电流，以避免电流断续引起的非线性对系统性能的影响。断续引起的非线性对系统性能的影响。环流的分类环流的分类 在不同情况下，会出现下列不同性质的环流：在不同情况下，会出现下列不同性质的环流：（1）静态环流）静态环流两组可逆线路在一定控制角下稳定工作时两组可逆线路在一定控制角下稳定工作时 出现的环流，其中又有两类：出现的环流，其中又有两类：n直流平均环流直流平均环流由晶闸管装置输出的直流平均电压所产生由晶闸管装置输出的直流平均电压所

22、产生的环流称作直流平均环流。的环流称作直流平均环流。n瞬时脉动环流瞬时脉动环流两组晶闸管输出的两组晶闸管输出的直流平均电压差为零直流平均电压差为零，但因电压波形不同，瞬时电压差仍会产生脉动的环流，称作但因电压波形不同，瞬时电压差仍会产生脉动的环流，称作瞬时脉动环流。瞬时脉动环流。（2）动态环流）动态环流仅在可逆仅在可逆V-M系统处于过渡过程中出现的环系统处于过渡过程中出现的环流。流。这里，主要分析这里，主要分析静态环流静态环流的形成原因，并讨论其控制方法和抑的形成原因，并讨论其控制方法和抑制措施。制措施。（二）（二）.直流平均环流与配合控制直流平均环流与配合控制 在两组晶闸管反并联的可逆在两组

23、晶闸管反并联的可逆V-M系统中，如果让正组系统中，如果让正组VF 和反组和反组VR都处于整流状态，两组的直流平均电压正都处于整流状态，两组的直流平均电压正负相连，必然产生较大的直流平均环流。为了防止直流负相连，必然产生较大的直流平均环流。为了防止直流平均环流的产生，需要采取必要的措施，比如：平均环流的产生，需要采取必要的措施，比如：n采用封锁触发脉冲的方法，在任何时候，只允许一组采用封锁触发脉冲的方法，在任何时候，只允许一组晶闸管装置工作；晶闸管装置工作；n采用配合控制的策略，使一组晶闸管装置工作在整流采用配合控制的策略，使一组晶闸管装置工作在整流状态，另一组则工作在逆变状态。状态，另一组则工

24、作在逆变状态。=配合控制可以消除直流平均环配合控制可以消除直流平均环流流,为了更可靠地消除直流平均环流，为了更可靠地消除直流平均环流，可采用可采用 f r（1）配合控制原理）配合控制原理 为了防止产生直流平均环流，应该当正组处于整流状态时，强为了防止产生直流平均环流，应该当正组处于整流状态时，强迫让反组处于逆变状态，且控制其幅值与之相等，用逆变电压把迫让反组处于逆变状态，且控制其幅值与之相等，用逆变电压把整流电压顶住，则直流平均环流为零。于是整流电压顶住，则直流平均环流为零。于是 Ud0f=Ud0r Ud0f=Ud0 max cos f Ud0r=Ud0 max cos r其中其中 f 和和

25、r 分别为分别为VF和和VR的控制角的控制角,r 表示反组的控制用逆变角表示反组的控制用逆变角。cos r=cos f r+f=180 f=r+-（2）配合控制方法）配合控制方法 为了实现配合控制，可将两组晶闸管装置为了实现配合控制，可将两组晶闸管装置的触发脉冲零位都定在的触发脉冲零位都定在90，即，即n当控制电压当控制电压 Uc=0 时，使时，使 f=r=90，此此时时 Ud0f=Ud0r=0，电机处于停止状态。，电机处于停止状态。n增大控制电压增大控制电压Uc 移相时，只要使两组触发装移相时，只要使两组触发装置的控制电压大小相等符号相反就可以了。置的控制电压大小相等符号相反就可以了。这样的

26、触发控制电路示于下图。这样的触发控制电路示于下图。图图4-11 =配合控制电路配合控制电路GTF-正组触发装置正组触发装置 GTR-反组触发装置反组触发装置 AR-反号器反号器 MVRVFRrecRrec-1ARGTRGTFUcRaM（3）=配合控制电路配合控制电路如果一组晶闸管装置处于如果一组晶闸管装置处于整流状态，另一组便处于整流状态，另一组便处于逆变状态，这是指控制角逆变状态，这是指控制角的工作状态而言的。的工作状态而言的。图图4-12 配合控制移相特性配合控制移相特性 （4）=移相控制特性移相控制特性 -UcmUc90o rmin180o 0oUcm90o0o 180o fmin fm

27、in rmin r fCTRCTFUc1Uc Ud0f=Ud0max cos f （5）最小逆变角限制）最小逆变角限制 为了防止晶闸管装置在逆变状态工作中逆为了防止晶闸管装置在逆变状态工作中逆变角太小而导致换流失败，出现变角太小而导致换流失败，出现“逆变颠覆逆变颠覆”现象，必须在控制电路中采用限幅作用，形成现象，必须在控制电路中采用限幅作用，形成最小逆变角最小逆变角 min保护。与此同时，对保护。与此同时，对 角也实角也实施施 min 保护，以免出现保护，以免出现 Ud0f Ud0r 而产生直流而产生直流平均环流。通常取平均环流。通常取30minmin1.=配合控制的有环流可逆配合控制的有环流

28、可逆V-M系统系统（一）（一）.系统组成系统组成 MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUcKFKR+-4.2.2 V-M可逆直流调速系统的控制可逆直流调速系统的控制（二）（二）.瞬时脉动环流及其抑制瞬时脉动环流及其抑制（1）瞬时的脉动环流产生的原因：瞬时的脉动环流产生的原因：采用配合控制已经消除了直流平均环流，但是，采用配合控制已经消除了直流平均环流，但是，由于晶闸管装置的输出电压是脉动的，造成整流与逆由于晶闸管装置的输出电压是脉动的，造成整流与逆变电压波形上的差异，仍会出现瞬时电压的情况，从变电压波形上的差异，仍会

29、出现瞬时电压的情况，从而仍能产生瞬时的脉动环流。这个瞬时脉动环流是自而仍能产生瞬时的脉动环流。这个瞬时脉动环流是自然存在的，因此配合控制有环流可逆系统又称作自然然存在的，因此配合控制有环流可逆系统又称作自然环流系统。环流系统。（2）瞬时脉动环流产生情况举例）瞬时脉动环流产生情况举例 瞬时电压差和瞬时脉动环流的大小因控制角的不同瞬时电压差和瞬时脉动环流的大小因控制角的不同而异。而异。现以现以 f =r=60为例，分析为例，分析三相零式三相零式反并联可逆反并联可逆线路产生瞬时脉动环流的情况。线路产生瞬时脉动环流的情况。（二）（二）.瞬时脉动环流及其抑制瞬时脉动环流及其抑制图图4-13 配合控制的三

30、相零式反并联可逆线路的瞬时脉动环流配合控制的三相零式反并联可逆线路的瞬时脉动环流 a)三相零式可逆线路和瞬时脉动环流回路-Ud0fLc1RrecRrecUd0rVFVR 三相零式反并联可逆线路三相零式反并联可逆线路IdIcp环流电抗环流电抗器器 60ffdu0(b)时整流电压波形 60r120rrdu0(c)(时逆变电压波形)0ducpi(d)瞬时电压差和瞬时脉动环流波形（3）瞬时脉动环流的抑制）瞬时脉动环流的抑制 直流平均环流可以用配合控制消除，而瞬时直流平均环流可以用配合控制消除，而瞬时脉动环流却是自然存在的。为了抑制瞬时脉动脉动环流却是自然存在的。为了抑制瞬时脉动环流，可在环流回路中串入

31、电抗器，叫做环流，可在环流回路中串入电抗器，叫做环流环流电抗器电抗器，或称均衡电抗器，如图，或称均衡电抗器，如图4-13a中的中的 Lc1和和 Lc2。环流电抗的大小可以按照把瞬时环流的直流分环流电抗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量限制在负载额定电流的5%10%来设计。来设计。环流电抗器的设置环流电抗器的设置例如：例如：在图在图 4-13a 中当正组中当正组VF整流时，流过负载电流，使整流时，流过负载电流，使 Lc1 铁芯饱和，只能依靠在逆变回路中的铁芯饱和，只能依靠在逆变回路中的 Lc2 限制环流。限制环流。同理，当反组同理，当反组VR整流时，只能依靠整流时，只能依靠

32、 Lc1限制环流。限制环流。a)三相零式可逆线路和瞬时脉动环流回路-Ud0fLc1RrecRrecUd0rVFVR 三相零式反并联可逆线路三相零式反并联可逆线路必须在正、反两个回路中必须在正、反两个回路中各设一个环流电抗器，因各设一个环流电抗器，因为其中总有一个电抗器会为其中总有一个电抗器会因流过直流负载电流而饱因流过直流负载电流而饱和，失去限流作用。和，失去限流作用。l 在三相桥式反并联可逆线路中，由于每一组桥又有两条在三相桥式反并联可逆线路中，由于每一组桥又有两条并联的环流通道，总共要设置并联的环流通道，总共要设置4个环流电抗器。个环流电抗器。12MVFVRabcABC-环流电抗器的设置环

33、流电抗器的设置 =配合控制的有环流可逆配合控制的有环流可逆V-M系统组成系统组成MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUcKFKR+-（三）（三）.控制方式控制方式 采用同步信号为锯齿波的触发电路时，移相控制特性是线采用同步信号为锯齿波的触发电路时，移相控制特性是线性的，两组触发装置的控制特性如图所示。性的，两组触发装置的控制特性如图所示。rmin180o 0o-UcmUcmUc90o90o0o 180o fmin fmin rmin r fCTRCTFUc1图图4-13 配合控制的三相零式反并联可逆线路的瞬时脉动环流

34、配合控制的三相零式反并联可逆线路的瞬时脉动环流 a)三相零式可逆线路和瞬时脉动环流回路-Ud0fLc1RrecRrecUd0rVFVR 三相零式反并联可逆线路三相零式反并联可逆线路IdIcp环流电抗环流电抗器器逆变组除环流外逆变组除环流外并未流过负载电并未流过负载电流：待逆变状态流：待逆变状态 =控制的控制的工作状态工作状态待逆变状态待逆变状态 实际上，这时实际上，这时逆变组除环流外并未流逆变组除环流外并未流过负载电流过负载电流，也就没有电能回馈电网，确切地说，它只，也就没有电能回馈电网，确切地说，它只是处于是处于“待逆变状态待逆变状态”，表示该组晶闸管装置是在逆变，表示该组晶闸管装置是在逆变

35、角控制下等待工作。角控制下等待工作。逆变状态逆变状态 只有在制动时，只有在制动时，当发出信号改变控制角当发出信号改变控制角后，同时降低了整流电压和逆变电压的幅值，一旦电机后，同时降低了整流电压和逆变电压的幅值，一旦电机反电动势反电动势 E|Ud0r|=|Ud0f|，整流组电流将被截止，逆变，整流组电流将被截止，逆变组才真正投入逆变工作，组才真正投入逆变工作，使电机产生回馈制动，将电能使电机产生回馈制动，将电能通过逆变组回馈电网。通过逆变组回馈电网。=控制的控制的工作状态工作状态n待整流状态待整流状态 同样，当逆变组工作时，另一组也同样，当逆变组工作时，另一组也是在等待着整流，可称作处于是在等待

36、着整流，可称作处于“待整流状态待整流状态”。所以，在所以，在 =配合控制下，负载电流可以迅速地从配合控制下，负载电流可以迅速地从正向到反向（或从反向到正向）平滑过渡，正向到反向（或从反向到正向）平滑过渡，在任何时在任何时候，实际上只有一组晶闸管装置在工作，另一组则处候，实际上只有一组晶闸管装置在工作，另一组则处于等待工作的状态于等待工作的状态。正向运行过程系统状态正向运行过程系统状态+-+Id有环流系统正向运行过程有环流系统正向运行过程MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*nUnUiU*iTGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUcKFKR+-Pnn稳定运行时，稳定运行时，Ui*(

37、-)，Uct(+)，VF整流，整流，VR待逆变。待逆变。n发出停车指令后，进入本组逆变阶段。发出停车指令后，进入本组逆变阶段。n 制动过程制动过程 整个制动过程可以分为三个主要阶段，整个制动过程可以分为三个主要阶段，I.本组逆变阶段；本组逆变阶段；II.它组整流阶段；它组整流阶段；它组逆变阶段。它组逆变阶段。以正向制动为例，说明有环流可逆调速系统的制动过以正向制动为例，说明有环流可逆调速系统的制动过程。程。本组逆变过程系统状态本组逆变过程系统状态MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*nUnUiU*iTGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUcKFKR+-+-+Id0+-+-*00V

38、FVR0()-nimimidd fd rACRUASRUACRUUdidiILE UULdtdt整流逆变输入正限幅待逆变待整流输出正限幅输入（很大）它组制动阶段它组制动阶段 当当主电路电流下降过零时主电路电流下降过零时，本组逆变终止本组逆变终止，第，第 I 阶阶段结束，转到反组段结束，转到反组 VR 工作，开始通过反组制动。工作，开始通过反组制动。从这时起，直到制动过程结束，统称从这时起，直到制动过程结束，统称“它组制动阶它组制动阶段段”。它组制动阶段又可它组制动阶段又可分成两个阶段分成两个阶段：l它组整流阶段（它组反接制动阶段）；它组整流阶段（它组反接制动阶段）；l它组逆变阶段（它组回馈制动

39、阶段）；它组逆变阶段（它组回馈制动阶段）；它组整流阶段（反接制动过程阶段）它组整流阶段（反接制动过程阶段）+-MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+UnUiU*iTGLc1Lc2Lc3Lc4TMTA LdUcKFKR+-+-+0+-+Id-00m-(VF)nACRACRdfd rddorddctmdiLEUUVRIUEdtIIU-整流，待逆变（）（反接制动）仍饱和输出-它组回馈制动过程系统状态它组回馈制动过程系统状态+-MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+UnUiU*iTGLc1Lc2Lc3Lc4TMTA LdUcKFKR+-+-+0+-+Id+-+-ddmI

40、I-*iimUU-0iU 0ctUctmU-VRVF逆变待整流 当反向电流达到当反向电流达到-Idm并略有超调时，进入它组制动的第二子阶段：并略有超调时，进入它组制动的第二子阶段：它组逆变制动子阶段。它组逆变制动子阶段。+-MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTA LdUcKFKR+-+-+0+-+Id+-+-停车停车0000000-tttOOOId n Uc I II1II2-Idm IdL-Ucm E II3本组逆变它组建流它组逆变反向减流 制动过程系统响应曲线制动过程系统响应曲线图图4-10 配合控制有环流配合控制有环流可逆直流调速系统正向可逆直流调速系统正向制动过渡过程波形制动过渡过程波形*000()0(0)0ddmiimictd rddmnnIIASRUUUUUIIn-退饱和（由0）由IdL Id n Idm OOIIIIIIt4 t3 t2 t1 ttIVVVIt5 t6-Idm-IdL n*-n*有环流系统可逆运行曲线有环流系统可逆运行曲线