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指南]第10章电力电子技术的应用201
10.1 晶闸管直流电动机系统
10.1.1 工作于整流状态时 10.1.2 工作于有源逆变状态时 10.1.3 直流可逆电力拖动系统
2
10.1.1 工作于整流状态时
E
分界线
E0
断续区
o
连续区
a1 a2 a3 a4 a5
Id
图10-4 考虑电流 断续时不同 时反 电动势的特性曲线
Id 2 3 Z 2 c U 2 o [s c6 o s ) ( co 6 s ()C 2 U e 2n ]
(108)
式中，
tg1
L
R
， Z R2 L2
，L为回路总电感。
8
10.1.1 工作于整流状态时
◆一般只要主电路电感足够大，可以只考虑电流连续段， 完全按线性处理，当低速轻载时，断续作用显著，可改用 另一段较陡的特性来近似处理。 为☞保整证流电电流路连为续三所相需半的L 波主1时.回46，路IUd在m 电2in最感小量负（载单电位流为为mH(I1d）0m-i为n时，
e 14)
Id 2 3 Z 2 c U 2 o cs o 7 6 s c o 7 6 s C 2 U e2n (10-
15)
当电流断续时电动机的机械特性不仅和逆变角有关，而且 和电路参数、导通角等有关系。
11
10.1.2 工作于有源逆变状态时
◆图10-5中右下的虚线以左 的部分为逆 变电流断续时电动
☞当电流断续时，电动机的理想 空载转速抬高，这是电流断续时 电动机机械特性的第一个特点； 第二个特点是，在电流断续区内 电动机的机械特性变软，即负载 电流变化很小也可引起很大的转 速变化。 ☞ 大的反电动势特性，其电流 断续区的范围（以虚线表示）要 比 小时的电流断续区大，这是 由于 愈大，变压器加给晶闸管
■电流连续时电动机的机械特性
增大方向
'增大方向 '增大方向
◆电压平衡方程式为
UdEMIdR
◆逆变时由U于dUd0cos
反组变流器
n
， '1 '2
EM反接，得
E M (U d 0co I sd R )
(10-11)
'3
'4
'=
'=
2
因为EM
C ' n e
，可求得电动机'4
的机械特性方程式
'3 '2
U IR n1' (
cos
d0
d
)
Ce
(10-12) '1
1= '1; '1=1 2= '2; '2=2
正组变流器
1
2
3
4
=
=
2
Id
4
3
2
1
增大方向
◆上式的负号表示逆变时
电动机的转向与整流时相反； 调节 就可改变电动机的运 行转速， 值愈 ห้องสมุดไป่ตู้，相应的
图10-5 电动机在四象 限中的机械特性
10
10.1.2 工作于有源逆变状态时
■电流断续时电动机的机械特性
◆电动机机械特性可由下面三个式子准确地得出
e e E M 2 U 2 co s7 i s 6 n 1 s c7 i 6 t n g c tg
(1013)
e n C E M e2 U C 2 c e o ss 7 i 6 n s c t 7 i 6 g n c tg (10-
'增大方向
'增大方向
增大方向
n 反组变流器
☞对于三相桥式全控整流电路带电动机负载的系统9，) 有
L 0.693 U2 Id m in
(1010)
L中包括整流变压器的漏电感、电枢电感和平波电抗
器的电感，前者数 值都较小，有时可忽略；Idmin一般取
电动机额定电流的5%～10%。
☞三相桥式全控整流电压的脉动频率比三相半波的高一倍，9
10.1.2 工作于有源逆变状态时
进 入 夏 天 ，少 不了一 个热字 当头， 电扇空 调陆续 登场， 每逢此 时，总 会想起 那 一 把 蒲 扇 。蒲扇 ，是记 忆中的 农村， 夏季经 常用的 一件物 品。 记 忆 中 的故 乡 ， 每 逢 进 入夏天 ，集市 上最常 见的便 是蒲扇 、凉席 ，不论 男女老 少，个 个手持 一 把 ， 忽 闪 忽闪个 不停， 嘴里叨 叨着“ 怎么这 么热” ，于是 三五成 群，聚 在大树 下 ， 或 站 着 ，或随 即坐在 石头上 ，手持 那把扇 子，边 唠嗑边 乘凉。 孩子们 却在周 围 跑 跑 跳 跳 ，热得 满头大 汗，不 时听到 “强子 ，别跑 了，快 来我给 你扇扇 ”。孩 子 们 才 不 听 这一套 ，跑个 没完， 直到累 气喘吁 吁，这 才一跑 一踮地 围过了 ，这时 母 亲总是 ，好似 生气的 样子， 边扇边 训，“ 你看热 的，跑 什么？ ”此时 这把蒲 扇， 是 那 么 凉 快 ，那么 的温馨 幸福， 有母亲 的味道 ！ 蒲 扇 是 中 国传 统工艺 品，在 我 国 已 有 三 千年多 年的历 史。取 材于棕 榈树， 制作简 单，方 便携带 ，且蒲 扇的表 面 光 滑 ， 因 而，古 人常会 在上面 作画。 古有棕 扇、葵 扇、蒲 扇、蕉 扇诸名 ，实即 今 日 的 蒲 扇 ，江浙 称之为 芭蕉扇 。六七 十年代 ，人们 最常用 的就是 这种， 似圆非 圆 ， 轻 巧 又 便宜的 蒲扇。 蒲 扇 流 传 至今， 我的记 忆中， 它跨越 了半个 世纪， 也 走 过 了 我 们的半 个人生 的轨迹 ，携带 着特有 的念想 ，一年 年，一 天天， 流向长
阳极上的负电压时间愈长，电流 要维持导通，必须要求平波电抗 器储存较大的磁能，而电抗器的L 7
10.1.1 工作于整流状态时
◆电流断续时电动机机械特性可由下面三个式子准确地得
出
sin ( ) sin ( )e c tg
E M 2 U 2cos6
6 1 e c tg
(10-
6)
nE C M e 2 U C 2e co s si6 n ( 1 ) e s ci t6 g n ()e c tg (71)0-
机的机械特性，其特点是：理 想空载转速上翘很多，机械特 性变软，且呈现非线性。
◆逆变状态的机械特性是整流 状态的延续，纵观控制角 由 小变大（如 /6~
5/6），电动机的机械特性则 逐渐的由第1象限往下移，进而 到达第4象限；第2象限里也为 逆变状态，与它对应的整流状 态的机械特性则表示在第3象限 里。