电力拖动自动控制系统精选PPT.ppt

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1、电力拖动自动控制系统第1页，此课件共46页哦4.0 直流脉宽调速系统历史背景直流脉宽调速系统历史背景o2020世纪世纪7070年代以前，以晶闸管为基础的相控整流装置是直流年代以前，以晶闸管为基础的相控整流装置是直流传动中主要变流装置，但由于晶闸管属于半控器件，其构成传动中主要变流装置，但由于晶闸管属于半控器件，其构成的的V VM M系统的性能受到一定的限制；系统的性能受到一定的限制；o2020世纪世纪7070年代以后，随着电力电子技术的发展，出现了全控型年代以后，随着电力电子技术的发展，出现了全控型器件门极可关断晶闸管（器件门极可关断晶闸管（GTOGTO）、场效应管（）、场效应管（MOSFET

2、MOSFET）、绝缘）、绝缘栅极双极晶体管（栅极双极晶体管（IGBTIGBT）；）；o直流电机控制领域向高精度方向发展；直流电机控制领域向高精度方向发展；oPWMPWM驱动装置在中小功率场合，有着晶闸管驱动装置无法比拟驱动装置在中小功率场合，有着晶闸管驱动装置无法比拟的优点：调速范围宽、快速性好、电流波形系数好、功率因数的优点：调速范围宽、快速性好、电流波形系数好、功率因数好等。好等。第2页，此课件共46页哦斩波电路的三种控制方式斩波电路的三种控制方式第3页，此课件共46页哦PWMPWM变换器变换器第4页，此课件共46页哦几种典型几种典型PWM变换器变换器第5页，此课件共46页哦电机的电机的4

3、个运动象限个运动象限第6页，此课件共46页哦 1.不可逆不可逆PWM变换器变换器Ubt(1)(1)无制动作用的不可逆无制动作用的不可逆PWMPWM变换器变换器第7页，此课件共46页哦工作状态与波形工作状态与波形稳态电流、电压波形ud第8页，此课件共46页哦相关方程相关方程第9页，此课件共46页哦第10页，此课件共46页哦（2 2）有制动的不可逆）有制动的不可逆PWMPWM变换器变换器Ub2Ub1第11页，此课件共46页哦工作状态与波形工作状态与波形Ub2Ub11）一般电动状态）一般电动状态第12页，此课件共46页哦Ub1Ub2Ub1、Ub2第13页，此课件共46页哦电动状态时电流电压波形电动状

4、态时电流电压波形第14页，此课件共46页哦2）制动状态）制动状态Ub2Ub1第15页，此课件共46页哦第16页，此课件共46页哦Ub制动状态时电流电压波形制动状态时电流电压波形第17页，此课件共46页哦3）轻载电动状态）轻载电动状态Ub2Ub1第18页，此课件共46页哦第19页，此课件共46页哦轻载电动轻载电动状态时电流电压波形状态时电流电压波形第20页，此课件共46页哦总结总结 二象限（有制动）不可逆二象限（有制动）不可逆PWMPWM变换器变换器不同工作状态不同工作状态第21页，此课件共46页哦 2.可逆可逆PWM变换器变换器（1 1）双极式可逆）双极式可逆PWMPWM变换器变换器双极式H型

5、可逆PWM变换器Ub1Ub2Ub3Ub4第22页，此课件共46页哦工作状态与波形工作状态与波形Ub1、Ub4Ub2、Ub3Ub1、Ub4第23页，此课件共46页哦Ub1、Ub4Ub2、Ub3第24页，此课件共46页哦相关方程：相关方程：第25页，此课件共46页哦性能评价性能评价第26页，此课件共46页哦（2 2）单极式可逆）单极式可逆PWMPWM变换器变换器第27页，此课件共46页哦（3 3）受限单极式可逆）受限单极式可逆PWMPWM变换器变换器第28页，此课件共46页哦4.2 直流直流PWM调速系统的开环机械特性调速系统的开环机械特性 在稳态下，在稳态下，PWMPWM调速系统的转矩和转速都是

6、脉动的，所谓调速系统的转矩和转速都是脉动的，所谓稳态，是指电机的平均电磁转矩与负载转矩相平衡的状态，稳态，是指电机的平均电磁转矩与负载转矩相平衡的状态，机械特性是平均转速与平均转矩（电流）的关系。机械特性是平均转速与平均转矩（电流）的关系。不同的不同的PWMPWM变换器，机械特性不同。对于带的不可逆电路和双变换器，机械特性不同。对于带的不可逆电路和双极式可逆电路，电流的方向是可逆的，电流波形都是连续的，极式可逆电路，电流的方向是可逆的，电流波形都是连续的，因而机械特性关系式比较简单，下面就分析这种情况。因而机械特性关系式比较简单，下面就分析这种情况。第29页，此课件共46页哦（1 1）带制动的

7、不可逆电路电压方程）带制动的不可逆电路电压方程第30页，此课件共46页哦（2 2）双极式可逆电路电压方程双极式可逆电路电压方程第31页，此课件共46页哦（3 3）机械特性方程）机械特性方程第32页，此课件共46页哦第33页，此课件共46页哦PWM系统的机械特性曲线（电流连续），n0s=Us/Ce第34页，此课件共46页哦4.3 PWM4.3 PWM系统控制电路系统控制电路 UPW-脉宽调制器 GM-调制波发生器 DLD-延时环节GD-基极驱动器 PWM-变换器 FA-瞬时动作的限流保护第35页，此课件共46页哦1.1.三角波发生器三角波发生器第36页，此课件共46页哦2 2、脉宽调制器及逻辑延

8、时电路、脉宽调制器及逻辑延时电路第37页，此课件共46页哦3 3、基极驱动器、基极驱动器第38页，此课件共46页哦集成驱动电路集成驱动电路第39页，此课件共46页哦由IR2103构成的半桥驱动器第40页，此课件共46页哦由IR2103构成的全桥驱动器第41页，此课件共46页哦4.4 PWM4.4 PWM变换器的数学模型变换器的数学模型第42页，此课件共46页哦第43页，此课件共46页哦第44页，此课件共46页哦本章小结本章小结o不可逆不可逆PWMPWM变换器变换器o可逆可逆PWMPWM变换器：双极式、单极式和受限单极式变换器：双极式、单极式和受限单极式o直流脉宽调速系统的开环机械特性直流脉宽调

9、速系统的开环机械特性oPWMPWM变换器的数学模型变换器的数学模型第45页，此课件共46页哦思考题：思考题：1 1、何谓、何谓H H型型PWMPWM变换器的双极式、单极式和受限单极式变换器的双极式、单极式和受限单极式控制方式？在这几种控制方式下会不会出现电流断续现控制方式？在这几种控制方式下会不会出现电流断续现象？为什么？象？为什么？2 2、PWMPWM直流调速系统主电路功率器件中为什么要反并联直流调速系统主电路功率器件中为什么要反并联二极管？如果二极管短路会产生什么后果？二极管？如果二极管短路会产生什么后果？3 3、单极式和双极式脉宽调制主要有哪些区别？、单极式和双极式脉宽调制主要有哪些区别？4 4、PWMPWM直流调速系统有什么特点？直流调速系统有什么特点？第46页，此课件共46页哦