第四章-直流可逆调速系统PPT课件
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3．V-M可逆调速系统中，电动机的四象限运行状态与晶 闸管装置的四象限工作状态有着怎样的对应关系？
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§4.2 可逆线路的环流问题
§4.2.1 环流及其利弊
一．环流的定义 所谓环流，是指不流过电动机或其他负载，而直接在两组 晶闸管之间流通的短路电流。如图中电流Ic所示。
Rrec为整流装置内阻
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第二象限，电动机转速为正向，但电流为负向，说明电磁转矩的方向与 转速相反，起阻转作用，电动机处于正向制动工作状态。
第三象限，电动机转速为负向，电流也为负向，电磁转矩的方向与转速相 同，电动机处于反向运行工作状态。
第四象限，电动机转速为负向，但电流为正向，电磁转矩的方向与转速 相反，电动机处于反向制动工作状态。
1。正反转切换 ：
KMF触点闭合时， 电枢电压极性是A（+）、B（ − ），电动机正转
KMR触点闭合时，电枢电压极性是A （ − ） 、B（+），电动机反转
2。特点 ：
优点 ： 简单、经济。 缺点 ： 有噪音、切换慢。 3。应用场合 ：
不需要频繁切换、对切换快速性要求. 不高的生产机械。
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一、电枢反接可逆线路
§4 直流可逆调速系统
学习目标：
1. 了解V-M可逆线路接线形式及各自的优、缺点 。 2. 了解V-M可逆线路中电动机和整流装置的工作状态。 3. 了解环流的定义、利弊及抑制措施。 4. 理解配合控制的方法及工作原理，掌握有环流可逆系统正向
制动过程。 5. 掌握逻辑无环流可逆调速的组成、工作原理及DLC的作用。 6. 掌握逻辑无环流可逆调速系统的一般调试方法。
1。电动运行状态：电机的电磁转矩方向与电机的转向 同方向，电磁转矩是驱动电机转运的动力。
2。制动状态：电机的电磁转矩方向与电机的转向反方 向，电磁转矩是驱动电机转运的阻力。
电磁转矩与电枢电流成正比，即 T KmId
电磁转矩的方向与电枢电流方向一致。
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一、电机的工作状态
3。电机的四象限工作状态
第一象限，电动机转速为正向，电流也为正 向，电磁转矩的方向与转速相同，电动机处 于正向运行工作状态。
(二)用晶闸管开关切换的可逆线路
1。正反转切换 ： VD1、VD4导通时，电动机正转； VD2、VD3导通时，电动机反转
2。特点 ： 克服了接触器切换的缺点，简单、
经济。
3。应用场合 ： 适用于中小容量的可逆系统。
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Leabharlann Baidu
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一、电枢反接可逆线路
(三)两组晶闸管反向并联的可逆线路
1。正反转切换 ： 当正组晶闸管装置VF供电时，电动机正转； 当反组晶闸管装置VR供电时电动机反转。
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二、晶闸管的工作状态
1。可逆线路中，正组晶闸管装置（VF）和反组晶闸管装置（VR） 均有整流和逆变两种工作状态。
以三相桥式整流电路为例，输出直流电压 Ud2.34Ucos
0≤90 ，晶闸管装置输出电压为正，且向电动机提供能量时，
其处于整流工作状态；
90180，晶闸管装置输出电压为负，且从外电路吸收能量回
.
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思考题： 1．直流电动机实现可逆运行有哪两种方法？
2．从正、反转的切换方式上，可逆线路有哪些形式？ 3．电枢反接与励磁反接各有什么优缺点？各适用于什么场合？ 4．可逆直流调速系统的主电路一般采用什么形式的线路？
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§4.1.2 可逆线路中电机和晶闸管的工作状态
一、电机的工作状态
可逆线路中，电机即可正转，又可反转；即可工作于 电动运行状态，又可工作于制动状态。
下图为两组晶闸管装置反并联的可逆线路
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三、电枢反接与励磁反接可逆线路的比较
•电枢反接：电流反向速度快，但初期投资较大。 •励磁反接：电流反向速度慢，且控制复杂；初期投资小。
励磁换向的方案只适用于对快速性要求不高，正、反转不太频繁的大容 量可逆系统，例如卷扬机，电力机车等。
综合以上分析，可逆直流调速系统中应用较多的是电枢反接可逆线路， 且一般采用两组晶闸管装置反并联的可逆线路，后面主要分析这种线路构 成的可逆调速系统。
§4.1 V-M系统的可逆线路
§4.1.1 V-M系统可逆线路的选择
改变直流电机转向有两种方法： 电枢反接： 改变电枢电压的极性 励磁反接： 改变励磁电压的极性 认识两种方法的特点及适用场合，然后选择合适的方法。
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一、电枢反接可逆线路
根据电动机正、反转的切换方式不同，电枢反接可逆线路一般有3种形式 (一)用接触器切换的可逆线路
馈给电网时，其处于逆变工作状态。
2。晶闸管装置逆变工作的条件： (1)内部条件是 90180
(2)外部条件是外电路存在维系电流的直流电源
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二、晶闸管的工作状态
3。可逆线路中晶闸管装置工作状态的判定 (1)VF与VR哪一组工作取决于负载电流的方向 如图所示：M中电流向下，则VF工作；电流向上，则VR工作。 (2)工作晶闸管是处于整流还是逆变状态，取决于电机工作状态。 电机电动运行时，工作的晶闸管输出电能，处于整流状态； 电机制动工作时，电机处于发电状态，动态减小，转换为电能，通 过晶闸管的逆变，将电能回馈到电网
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二、晶闸管的工作状态
4。晶闸管装置的四象限工作状态 可逆线路中，取M中电流向下为电 枢电流的正方向，则： (1) Id>0,VF工作；Id<0，VR工作
(2)电机电动运行时，晶闸管处于整流状态；电机制动时，晶闸管处于 逆变。
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思考题： 1．什么是电动机的电动运行和制动运行？
2．晶闸管装置实现逆变的条件是什么？
2．环流的优缺点
(1)缺点：环流的存在会加重晶闸管和变压器的负担、消耗无用的功率， 环流太大时甚至会导致晶闸管损坏。 (2)优点： ① 避免电流断续。
② 加快电流换向。 理论上，环流有利的一面主要表现在电机空载或轻载时。
但工业实际生产中，直流电动机的容量一般较大，系统本身能满足电流 连续的需求，环流的优点不能体现，因此，对环流常常加以抑制。
2。特点 ： 不仅能控制电动机的正、反转，而且能灵活地控制电动机的启动、制动 和调速。 3。应用场合 ： 在可逆调速系统中得到广泛应用
注意：该线路不允许两组晶闸管装置同时处于整流工作状态，否则将 造成电源短路。
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二、励磁反接可逆线路
励磁反接也有3种切换方式，即 ① 接触器切换的励磁反接可逆线路。 ② 晶闸管开关切换的励磁反接可逆线路。 ③ 两组晶闸管装置反并联的可逆线路。
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§4.2 可逆线路的环流问题
§4.2.1 环流及其利弊
一．环流的定义 所谓环流，是指不流过电动机或其他负载，而直接在两组 晶闸管之间流通的短路电流。如图中电流Ic所示。
Rrec为整流装置内阻
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第二象限，电动机转速为正向，但电流为负向，说明电磁转矩的方向与 转速相反，起阻转作用，电动机处于正向制动工作状态。
第三象限，电动机转速为负向，电流也为负向，电磁转矩的方向与转速相 同，电动机处于反向运行工作状态。
第四象限，电动机转速为负向，但电流为正向，电磁转矩的方向与转速 相反，电动机处于反向制动工作状态。
1。正反转切换 ：
KMF触点闭合时， 电枢电压极性是A（+）、B（ − ），电动机正转
KMR触点闭合时，电枢电压极性是A （ − ） 、B（+），电动机反转
2。特点 ：
优点 ： 简单、经济。 缺点 ： 有噪音、切换慢。 3。应用场合 ：
不需要频繁切换、对切换快速性要求. 不高的生产机械。
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一、电枢反接可逆线路
§4 直流可逆调速系统
学习目标：
1. 了解V-M可逆线路接线形式及各自的优、缺点 。 2. 了解V-M可逆线路中电动机和整流装置的工作状态。 3. 了解环流的定义、利弊及抑制措施。 4. 理解配合控制的方法及工作原理，掌握有环流可逆系统正向
制动过程。 5. 掌握逻辑无环流可逆调速的组成、工作原理及DLC的作用。 6. 掌握逻辑无环流可逆调速系统的一般调试方法。
1。电动运行状态：电机的电磁转矩方向与电机的转向 同方向，电磁转矩是驱动电机转运的动力。
2。制动状态：电机的电磁转矩方向与电机的转向反方 向，电磁转矩是驱动电机转运的阻力。
电磁转矩与电枢电流成正比，即 T KmId
电磁转矩的方向与电枢电流方向一致。
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一、电机的工作状态
3。电机的四象限工作状态
第一象限，电动机转速为正向，电流也为正 向，电磁转矩的方向与转速相同，电动机处 于正向运行工作状态。
(二)用晶闸管开关切换的可逆线路
1。正反转切换 ： VD1、VD4导通时，电动机正转； VD2、VD3导通时，电动机反转
2。特点 ： 克服了接触器切换的缺点，简单、
经济。
3。应用场合 ： 适用于中小容量的可逆系统。
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一、电枢反接可逆线路
(三)两组晶闸管反向并联的可逆线路
1。正反转切换 ： 当正组晶闸管装置VF供电时，电动机正转； 当反组晶闸管装置VR供电时电动机反转。
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二、晶闸管的工作状态
1。可逆线路中，正组晶闸管装置（VF）和反组晶闸管装置（VR） 均有整流和逆变两种工作状态。
以三相桥式整流电路为例，输出直流电压 Ud2.34Ucos
0≤90 ，晶闸管装置输出电压为正，且向电动机提供能量时，
其处于整流工作状态；
90180，晶闸管装置输出电压为负，且从外电路吸收能量回
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思考题： 1．直流电动机实现可逆运行有哪两种方法？
2．从正、反转的切换方式上，可逆线路有哪些形式？ 3．电枢反接与励磁反接各有什么优缺点？各适用于什么场合？ 4．可逆直流调速系统的主电路一般采用什么形式的线路？
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§4.1.2 可逆线路中电机和晶闸管的工作状态
一、电机的工作状态
可逆线路中，电机即可正转，又可反转；即可工作于 电动运行状态，又可工作于制动状态。
下图为两组晶闸管装置反并联的可逆线路
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三、电枢反接与励磁反接可逆线路的比较
•电枢反接：电流反向速度快，但初期投资较大。 •励磁反接：电流反向速度慢，且控制复杂；初期投资小。
励磁换向的方案只适用于对快速性要求不高，正、反转不太频繁的大容 量可逆系统，例如卷扬机，电力机车等。
综合以上分析，可逆直流调速系统中应用较多的是电枢反接可逆线路， 且一般采用两组晶闸管装置反并联的可逆线路，后面主要分析这种线路构 成的可逆调速系统。
§4.1 V-M系统的可逆线路
§4.1.1 V-M系统可逆线路的选择
改变直流电机转向有两种方法： 电枢反接： 改变电枢电压的极性 励磁反接： 改变励磁电压的极性 认识两种方法的特点及适用场合，然后选择合适的方法。
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一、电枢反接可逆线路
根据电动机正、反转的切换方式不同，电枢反接可逆线路一般有3种形式 (一)用接触器切换的可逆线路
馈给电网时，其处于逆变工作状态。
2。晶闸管装置逆变工作的条件： (1)内部条件是 90180
(2)外部条件是外电路存在维系电流的直流电源
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二、晶闸管的工作状态
3。可逆线路中晶闸管装置工作状态的判定 (1)VF与VR哪一组工作取决于负载电流的方向 如图所示：M中电流向下，则VF工作；电流向上，则VR工作。 (2)工作晶闸管是处于整流还是逆变状态，取决于电机工作状态。 电机电动运行时，工作的晶闸管输出电能，处于整流状态； 电机制动工作时，电机处于发电状态，动态减小，转换为电能，通 过晶闸管的逆变，将电能回馈到电网
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二、晶闸管的工作状态
4。晶闸管装置的四象限工作状态 可逆线路中，取M中电流向下为电 枢电流的正方向，则： (1) Id>0,VF工作；Id<0，VR工作
(2)电机电动运行时，晶闸管处于整流状态；电机制动时，晶闸管处于 逆变。
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思考题： 1．什么是电动机的电动运行和制动运行？
2．晶闸管装置实现逆变的条件是什么？
2．环流的优缺点
(1)缺点：环流的存在会加重晶闸管和变压器的负担、消耗无用的功率， 环流太大时甚至会导致晶闸管损坏。 (2)优点： ① 避免电流断续。
② 加快电流换向。 理论上，环流有利的一面主要表现在电机空载或轻载时。
但工业实际生产中，直流电动机的容量一般较大，系统本身能满足电流 连续的需求，环流的优点不能体现，因此，对环流常常加以抑制。
2。特点 ： 不仅能控制电动机的正、反转，而且能灵活地控制电动机的启动、制动 和调速。 3。应用场合 ： 在可逆调速系统中得到广泛应用
注意：该线路不允许两组晶闸管装置同时处于整流工作状态，否则将 造成电源短路。
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二、励磁反接可逆线路
励磁反接也有3种切换方式，即 ① 接触器切换的励磁反接可逆线路。 ② 晶闸管开关切换的励磁反接可逆线路。 ③ 两组晶闸管装置反并联的可逆线路。