可逆直流调速系统
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项目一 可逆直流调速系统的组 成
• １.电 枢 反 接 可 逆 系 统 • 采 用 两 组 晶 闸 管 供 电 的 可 逆 系 统 如 图 ３ －１ 所 示 。 两 组
晶 闸 管 分 别 由 两 套 触 发 装 置 控 制 ，当 正 组 晶 闸 管 装 置 Ｖ Ｆ向电动机供电时，提供正向电枢电流Ｉｄ，电动机 正 转 。 当 反 组 晶 闸 管装 置 ＶＲ 向 电 动 机 供 电 时 ， 提 供 反 向电枢电流－Ｉｄ，电动机反转。 • 两组晶闸管装置供电的可逆电路在连接形式上又分为 两 种 ： 即 反 并 联 连 接 和 交 叉 连 接 ，如 图 ３ －２ 所 示 。
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项目一 可逆直流调速系统的组 成
• 对于单组Ｖ－Ｍ系统，要想改变电枢电流的方向是不 可 能 的 ， 也 就 是 说 ， 利 用 一 组 晶 闸管 装 置 不 能 实 现 回 馈 制动。但是，可以利用两组晶闸管装置组成的可逆电 路 实 现 直 流 电 动 机的 快 速 回 馈 制 动 ， 即 电 动 机 制 动 时 ， 原工作于整流状态的一组晶闸管装置整流，利用另外 一组 反 并 联 的 晶 闸 管 装 置 逆 变 ， 实 现 电 动 机 的 回 馈 制 动 ， 如 图 ３ －４ 所 示 。
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项目一 可逆直流调速系统的组 成
• 任务二 电动机的工作状态
• 他励直流电动机无论正转还是反转，都可以有两种工 作 状 态 ， 一 种 是 电 动 状 态 ， 另 一 种是 制 动 状 态 （ 或 称 发 电状态）。
• 电动运行状态指的是电动机电磁转矩方向与电动机转 速 方 向 相 同 ， 此 时 ， 电 网 给 电 动 机输 入 电 能 ， 电 动 机 将 电能转换为负载的动能。
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项目一 可逆直流调速系统的组 成
• 由此可见，即使是不可逆系统，只要是要求快速回馈 制 动 ， 也 应 有 两 组 反 并 联 （ 或 交叉 连 接 ） 的 晶 闸 管 装 置，正组作为整流供电，反组作为逆变制动。这时反 组 晶 闸 管 只 在 短时 间 内 给 电 动 机 提 供 反 向 制 动 电 流 ， 并 不 提 供 稳 态 运 行 电 流 ， 其 容 量 可 以 小 一 些 。 不 过 ， 对于 两组晶闸管供电的可逆系统，在正转时可以利用反组 晶 闸 管 实 现 回 馈 制 动 ， 反 转 时 可 以 利用 正 组 晶 闸 管 实 现 回馈制动，正／反转和制动的装置合二为一，两组晶 闸 管 的 容 量 也 就 没 什么 区 别 了 。 把 可 逆 电 路 正 ／ 反 转 及 回馈制动时的电动机和晶闸管的工作状态归纳起来， 可 列成 表 ３ －１。
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项目一 可逆直流调速系统的组 成
• 任务三 晶闸管的工作状态
• 由电力电子技术可知，晶闸管装置也有两种工作状态， 一 种 是 整 流状 态 。
• 需要说明的是，晶闸管工作在整流状态时，只需让控 制 角 α ＜ ９０°即 可 。 而 工 作 在 逆 变状 态 时 则 不 同 ， 必 须 同 时 满 足 两 个 条 件 ： 其 一 ， 控 制 角 α ＞９０° （ 内 部 条 件 ） ， 这 样 晶 闸 管 装置 的 输 出 电 压 才 能 改 变 极 性 ； 其 二，晶闸管装置必须有外接的直流电源（外部条件）。
模块Hale Waihona Puke Baidu 可逆直流调速系统
• 项目一 可逆直流调速系统的组成 • 项目二 有环流可逆直流调速系统
• 项目三 无环流可逆直流调速系统
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项目一 可逆直流调速系统的组 成
• 任务一 可逆电路的连接形式
• 前面讨论的晶闸管直流电动机调速系统（简称Ｖ－Ｍ 系 统 ） ， 由 于 受 晶 闸 管 单 向 导 电 性的 影 响 ， 不 能 产 生 反 向电流，因此不能使电动机反转。这对于某些工业现 场 需 要 电 动 机 正 ／反 转 运 行 的 系 统 来 说 ， 显 然 满 足 不 了 要求。所以，必须在晶闸管整流器的结构形式上采取 适当 措 施 ， 才 能 实 现 Ｖ － Ｍ 系 统 的 可 逆 运 行 。
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项目一 可逆直流调速系统的组 成
• ２.励 磁 反 接 可 逆 电 路 • 要使直流电动机反转，除了改变电枢电压极性外，改
变 励 磁 电 流 的 方 向 也 能 使 直 流 电 动机 反 转 。 一 次 就 有 了 励 磁 反 接 可 逆 电 路 ， 如 图 ３ －３ 所 示 。 这 时 ， 电 动 机 只 要 一 组 晶 闸 管 装置 供 电 即 可 ， 而 励 磁 绕 组 则 分 别 由 两 组 晶 闸 管 装 置 反 并 联 供 电 ， 像 电 枢 反 接 可 逆 电 路 一 样 ，可 以采用反并联和交叉连接中的任意一种方案来改变励 磁电流的方向。
• 制动运行状态指的是电动机电磁转矩方向与电动机转 速 方 向 相 反 ， 此 时 ， 电 动 机 将 动 能转 换 为 电 能 ， 如 果 将 此 电 能 回 送 给 电 网 ， 则 这 种 制 动 就 叫 做 回 馈 制 动 。在 励 磁磁通方向不变时，电动机电磁转矩的方向就是电枢 电 流 的 方 向 ， 转 速 的 方 向 也 就是 反 电 动 势 的 方 向 。 所 以，常用电枢电流Ｉｄ和反电动势Ｅ的相对方向来表 示 电 动 机 的 电 动运 行 状 态 和 制 动 运 行 状 态 。
• 要实现电动机可逆运行，关键是要使电动机的电磁转 矩 改 变 方 向 。 由 电 动 机 的 工 作 原 理可 知 ， 直 流 电 动 机 的 电 磁 转 矩 Ｔ ｅ ＝ Ｋ ｍΦＩｄ ，转 矩 方 向 由 磁 场 方 向 和 电 枢 电 压 的 极 性 共 同 决定 。 当 磁 场 方 向 不 变 ， 通 过 改 变 电 枢电压的极性实现可逆运行的系统，称为电枢可逆调 速 系统 ； 当 电 枢 电 压 极 性 不 变 ， 通 过 改 变 励 磁 磁 场 方 向 实 现 可 逆 运 行 的 系 统 ， 称 为 磁 场 可 逆 调 速系 统 。
项目一 可逆直流调速系统的组 成
• １.电 枢 反 接 可 逆 系 统 • 采 用 两 组 晶 闸 管 供 电 的 可 逆 系 统 如 图 ３ －１ 所 示 。 两 组
晶 闸 管 分 别 由 两 套 触 发 装 置 控 制 ，当 正 组 晶 闸 管 装 置 Ｖ Ｆ向电动机供电时，提供正向电枢电流Ｉｄ，电动机 正 转 。 当 反 组 晶 闸 管装 置 ＶＲ 向 电 动 机 供 电 时 ， 提 供 反 向电枢电流－Ｉｄ，电动机反转。 • 两组晶闸管装置供电的可逆电路在连接形式上又分为 两 种 ： 即 反 并 联 连 接 和 交 叉 连 接 ，如 图 ３ －２ 所 示 。
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项目一 可逆直流调速系统的组 成
• 对于单组Ｖ－Ｍ系统，要想改变电枢电流的方向是不 可 能 的 ， 也 就 是 说 ， 利 用 一 组 晶 闸管 装 置 不 能 实 现 回 馈 制动。但是，可以利用两组晶闸管装置组成的可逆电 路 实 现 直 流 电 动 机的 快 速 回 馈 制 动 ， 即 电 动 机 制 动 时 ， 原工作于整流状态的一组晶闸管装置整流，利用另外 一组 反 并 联 的 晶 闸 管 装 置 逆 变 ， 实 现 电 动 机 的 回 馈 制 动 ， 如 图 ３ －４ 所 示 。
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• 任务二 电动机的工作状态
• 他励直流电动机无论正转还是反转，都可以有两种工 作 状 态 ， 一 种 是 电 动 状 态 ， 另 一 种是 制 动 状 态 （ 或 称 发 电状态）。
• 电动运行状态指的是电动机电磁转矩方向与电动机转 速 方 向 相 同 ， 此 时 ， 电 网 给 电 动 机输 入 电 能 ， 电 动 机 将 电能转换为负载的动能。
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• 由此可见，即使是不可逆系统，只要是要求快速回馈 制 动 ， 也 应 有 两 组 反 并 联 （ 或 交叉 连 接 ） 的 晶 闸 管 装 置，正组作为整流供电，反组作为逆变制动。这时反 组 晶 闸 管 只 在 短时 间 内 给 电 动 机 提 供 反 向 制 动 电 流 ， 并 不 提 供 稳 态 运 行 电 流 ， 其 容 量 可 以 小 一 些 。 不 过 ， 对于 两组晶闸管供电的可逆系统，在正转时可以利用反组 晶 闸 管 实 现 回 馈 制 动 ， 反 转 时 可 以 利用 正 组 晶 闸 管 实 现 回馈制动，正／反转和制动的装置合二为一，两组晶 闸 管 的 容 量 也 就 没 什么 区 别 了 。 把 可 逆 电 路 正 ／ 反 转 及 回馈制动时的电动机和晶闸管的工作状态归纳起来， 可 列成 表 ３ －１。
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• 任务三 晶闸管的工作状态
• 由电力电子技术可知，晶闸管装置也有两种工作状态， 一 种 是 整 流状 态 。
• 需要说明的是，晶闸管工作在整流状态时，只需让控 制 角 α ＜ ９０°即 可 。 而 工 作 在 逆 变状 态 时 则 不 同 ， 必 须 同 时 满 足 两 个 条 件 ： 其 一 ， 控 制 角 α ＞９０° （ 内 部 条 件 ） ， 这 样 晶 闸 管 装置 的 输 出 电 压 才 能 改 变 极 性 ； 其 二，晶闸管装置必须有外接的直流电源（外部条件）。
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• 项目三 无环流可逆直流调速系统
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• 任务一 可逆电路的连接形式
• 前面讨论的晶闸管直流电动机调速系统（简称Ｖ－Ｍ 系 统 ） ， 由 于 受 晶 闸 管 单 向 导 电 性的 影 响 ， 不 能 产 生 反 向电流，因此不能使电动机反转。这对于某些工业现 场 需 要 电 动 机 正 ／反 转 运 行 的 系 统 来 说 ， 显 然 满 足 不 了 要求。所以，必须在晶闸管整流器的结构形式上采取 适当 措 施 ， 才 能 实 现 Ｖ － Ｍ 系 统 的 可 逆 运 行 。
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项目一 可逆直流调速系统的组 成
• ２.励 磁 反 接 可 逆 电 路 • 要使直流电动机反转，除了改变电枢电压极性外，改
变 励 磁 电 流 的 方 向 也 能 使 直 流 电 动机 反 转 。 一 次 就 有 了 励 磁 反 接 可 逆 电 路 ， 如 图 ３ －３ 所 示 。 这 时 ， 电 动 机 只 要 一 组 晶 闸 管 装置 供 电 即 可 ， 而 励 磁 绕 组 则 分 别 由 两 组 晶 闸 管 装 置 反 并 联 供 电 ， 像 电 枢 反 接 可 逆 电 路 一 样 ，可 以采用反并联和交叉连接中的任意一种方案来改变励 磁电流的方向。
• 制动运行状态指的是电动机电磁转矩方向与电动机转 速 方 向 相 反 ， 此 时 ， 电 动 机 将 动 能转 换 为 电 能 ， 如 果 将 此 电 能 回 送 给 电 网 ， 则 这 种 制 动 就 叫 做 回 馈 制 动 。在 励 磁磁通方向不变时，电动机电磁转矩的方向就是电枢 电 流 的 方 向 ， 转 速 的 方 向 也 就是 反 电 动 势 的 方 向 。 所 以，常用电枢电流Ｉｄ和反电动势Ｅ的相对方向来表 示 电 动 机 的 电 动运 行 状 态 和 制 动 运 行 状 态 。
• 要实现电动机可逆运行，关键是要使电动机的电磁转 矩 改 变 方 向 。 由 电 动 机 的 工 作 原 理可 知 ， 直 流 电 动 机 的 电 磁 转 矩 Ｔ ｅ ＝ Ｋ ｍΦＩｄ ，转 矩 方 向 由 磁 场 方 向 和 电 枢 电 压 的 极 性 共 同 决定 。 当 磁 场 方 向 不 变 ， 通 过 改 变 电 枢电压的极性实现可逆运行的系统，称为电枢可逆调 速 系统 ； 当 电 枢 电 压 极 性 不 变 ， 通 过 改 变 励 磁 磁 场 方 向 实 现 可 逆 运 行 的 系 统 ， 称 为 磁 场 可 逆 调 速系 统 。