第二十二讲%20晶闸管整流器-电动机系统ppt

整流器的类型有关。
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整流装置的失控时间
➢ 晶闸管整流装置的失控时间
➢ 最大失控时间
Ts max

1 mf
➢ 平均失控时间
Ts

1 2
Ts
max
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整流装置的失控时间
➢ 晶闸管整流装置的失控时间，f=50Hz
整流电路形式
最大失控时间 平均失控时间
Tsmax(ms) Ts(ms)
单相半波
20
10
单相桥式（全波） 10

Ks eTs s

Ks
1 Tss 21!Ts2s2 31!Ts3s3 L
➢ 忽略高次项，近似为一阶惯性环节
Ws
(
s
)

1
Ks Ts
s
20
整流装置的动态结构图
➢ 近似为一阶惯性环节
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4.电流可逆整流装置
➢ 单组晶闸管整流器输出电压可逆，电 流不可逆，只能运行在第Ⅰ、 Ⅳ象限。
➢ 需要电流反向的调速系统，用两组整 流装置反并 联来实现。
➢ 0< α<π/2，整流状态， 电功率从交流侧输送到 直流侧；
➢ π/2< α，有源逆变状态，
电功率从直流侧输送到
交流侧。
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晶闸管整流器-电动机系统
➢ 电流断续：当负载电流较小时，电感中的 储能较少，在下一相触发导通前，id衰减 到零，造成电流断续。
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2.系统的机械特性
➢ 当电流波形连续时，系统的机械特性
➢ 随着电力电子技术的发展，常使用以电 力电子器件组成的静止式可控直流电源 作为电动机的供电电源装置。
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1.晶闸管整流器-电动机系统
➢ 晶闸管整流器-电动机系统（V-M系统）
✓通过调节触发装 置控制电压移动触 发脉冲的相位，改 变可控整流器平均 输出直流电压，从 而实现直流电动机 的平滑调速。
触发装置
m
➢ 三相半波：m=3 ➢ 三相桥式： m=6
Ud 0 1.17U2 cos Ud 0 2.34U2 cos
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晶闸管整流器-电动机系统
➢ 近似认为，平均整流电压Ud与触发装置 输入电压Uc之间呈线性关系
U d K sU c
➢ Ks——晶闸管整流器放大系数。 ➢ 调节控制电压Uc ，改变触发装置输出
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电流可逆整流装置
➢ 可实现四象限运行：
✓ Ⅰ正向电动：正组装置VF，整流状态。 ✓ Ⅱ正向制动：反组装置VR，逆变状态。 ✓ Ⅲ反向电动：反组装置VR，整流状态。 ✓ Ⅳ反向制动：正组装置VF，逆变状态
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
环流抑制
➢ 两组晶闸管整流装置同时工作时，会产 生不流过负载而直接在两组晶闸管之间 流通的短路电流，称作环流。
电力传动控制系统 上海开放大学
第二十二讲 晶闸管整流器-电动机系统
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内容提要
1. 晶闸管整流器-电动机系统 2. 系统的机械特性 3. 整流装置的传递函数 4. 电流可逆整流装置
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直流可控电源-电动机系统
➢ 直流电动机调压调速可以获得良好的调 速性能，调节电枢电压首先要解决的是 可控直流电源。
➢ 环流对系统弊大于利，徒然加重晶闸管 和变压器的负担，消耗功率，环流太大 时会导致晶闸管损坏。因此必须予以抑 制或消除。 24
本讲要点
1. 晶闸管整流器-电动机系统 2. 系统的机械特性 3. 整流装置的传递函数 4. 电流可逆整流装置的四象限运行
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本讲结束
谢谢!
θ=120°。当θ=120°时，电流便连续了。 12
系统的机械特性
➢ 系统的机械特性
电流断续， 机械特性很 软，理想空 载转速翘得 很高。
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3. 整流装置的传递函数
➢ 晶闸管触发电路和整流电路的特性是非 线性的。
➢ 在设计调速系统时，只能在一定的工作 范围内近似地看成线性环节。
➢ 得到了它的放大系数和传递函数后，用 线性控制理论分析调速系统。
n

C
1 eN
(Ud 0

Id R)
➢ 电流连续，机械 特性较硬。
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系统的机械特性
➢ 当电流断续时，机械特性方程呈非线性
n
2U 2
cos
sin(6


)

sin(
6

)ectg

CeN 1 ectg
➢ 一个电流脉波的导通角θ。 ➢ 电流断续区与电流连续区的分界线是
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整流装置的放大系数
➢ 放大系数由工 作范围内的特 性斜率决定 。
Ks

U d U c
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整流装置的失控时间
➢ 失控时间：晶闸管导通后，控制电压的 变化在该器件关断前不起作用。
➢ 要等到换相后，才能使输出整流电压发 生变化。失控时间是个随机值。
➢ 最大失控时间是两个相邻自然换相点之
间的时间，它与交流电源频率和晶闸管
晶闸管整流器
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晶闸管整流器-电动机系统
➢ 主电路的等效电路
➢ 直流整流电压瞬时值
ud0

E
id R

L
did dt
➢ E:电动机反电动势；id:整流电流瞬时值； L:主电路总电感 ；R:主电路总电阻。
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晶闸管整流器-电动机系统
➢ 当电流波形连续时，直流整流电压平均值，
Ud0

m

U
m
sin
cos
5
三相半波
6.67
3.33
三相桥式
3.33
1.67
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整流装置的传递函数
➢ 失控时间用滞后环节等效，
U d 0 K sU c 1(t Ts )
➢ 整流装置的传递函数
Ws (s)

U d0 (s) Uc (s)

K s e Tss
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整流装置的传递函数
➢ 按泰勒级数展开
Ws (s) KseTss
脉冲相位，改变输出平均电压Ud 。 7
晶闸管整流器-电动机系统
➢ 单相全控桥式整流电路的输出电压和电流， 由于电压的脉动造成了电流的脉动。
➢ α后移，正半波 面积减小，负 半波面积增加， 直流整流电压 平均值减小。 8
晶闸管整流器-电动机系统
➢ id上升，电感储能； id下降，电感中的能 量将释放出来维持电流连续。