电力拖动自动控制系统第四章解释.ppt

§4-1 脉宽调制变换器 ? 反向运行电流流向： +Us Ug4 M + - Ug3 VD1 VD2 VD3 VD4 Ug1 Ug2 VT1 VT2 VT4 VT3 3 A B 4 M VT1 Ug1 VT2 Ug2 VT3 Ug3 VT4 Ug4 桥式可逆PWM变换器 Ug2 =Ug3=+ Ug2 =Ug3= - §4-1 脉宽调制变换器 U, i Ud E id +Us t ton T 0 -Us O 正向电动运行波形 U, i Ud E id +Us t ton T 0 -Us O 反向电动运行波形 ③ 输出波形 §4-1 脉宽调制变换器 ④ 输出平均电压 双极式控制可逆PWM变换器的输出平均电压为 为占空比 ?当 ρ 0时，ton T/2 ，Ud =+，电机正转； ?当 ρ 0时，ton T/2 ，Ud =-，电机反转； ?当 ρ= 0时，ton = T/2，电机停止。 §4-1 脉宽调制变换器 ◎注意： 当电机停止时电枢电压并不等于零，而是正负脉宽相等的交变脉冲电压，因而电流也是交变的。这个交变电流的平均值为零，不产生平均转矩，徒然增大电机的损耗，这是双极式控制的缺点。但它也有好处，在电机停止时仍有高频微振电流，从而消除了正、反向时的静摩擦死区，起着所谓“动力润滑”的作用。 双极式可逆PWM制动时情况比较复杂，根据VT3、VT2的通断情况，电机可能处在能耗制动、再生发电或反接制动，产生制动时一定具备上述其中一个制动过程。 §4-1 脉宽调制变换器 ⑤ 性能评价 ?双极式可逆PWM变换器的优点： a）电流一定连续； b）可使电机在四象限运行； c）电机停止时有微振电流，能消除静摩擦死区； d）低速平稳性好，系统的调速范围可达1:20000 左右； e）低速时，每个开关器件的驱动脉冲仍较宽， 有利于保证器件的可靠导通。 §4-1 脉宽调制变换器 ?双极式可逆PWM变换器的缺点： a）在工作过程中，4个大功率晶体管可能都处于 开关状态，开关损耗大； b）在切换时可能发生上、下桥臂直通的事故，为了防止上述情况，在上、下桥臂的驱动脉冲之间，应设置逻辑延时。 （二）单极式可逆PWM变换器 为克服双极式变换器的上述缺点，可采用单极式PWM变换器。电路图与双极式的一样，如下图所示。 §4-1 脉宽调制变换器 1. 单极式可逆PWM变换器主电路结构 +Us Ug4 M + - Ug3 VD1 VD2 VD3 VD4 Ug1 Ug2 VT1 VT2 VT4 VT3 A B M VT1 Ug1 VT2 Ug2 VT3 Ug3 VT4 Ug4 桥式可逆PWM变换器 驱动电压：Ug1=-Ug2 VT1与VT2交替导通 VT3与VT4由转向决定常通 ?正转时，VT4直通，VT3截止 ?反转时，VT3直通，VT4截止 §4-1 脉宽调制变换器 2. 工作状态与波形 ① 正向运行： ? 在 0 ≤t≤ton 期间，Ug1、Ug4为正，VT1、VT4导通，Ug2 、Ug3为负，VT2 、VT3截止，电流 id 沿回路1流通，电动机 M两端电压UAB=+Us； ? 在ton≤ t≤T期间，Ug4为正→VT4继续导通，Ug1、Ug3为负→ VT1 、VT3截止；由于电感储存很大能量，放电，维持电流方向不变，这时虽然Ug2为正，但电流通过 VT4、VD2续流，并钳位使VT2 保持截止，电流 id 沿回路2流通，电动机 M两端电压UAB =0。 §4-1 脉宽调制变换器 ?正向运行电流流向： +Us Ug4 M + - Ug3 VD1 VD2 VD3 VD4 Ug1 Ug2 VT1 VT2 VT4 VT3 1 2 A B M VT1 Ug1 VT2 Ug2 VT3 Ug3 VT4 Ug4 桥式可逆PWM变换器 Ug1 =Ug4=+ Ug4=+ §4-1 脉宽调制变换器 ② 反向运行：先分析 ton→T 阶段 ? 在ton≤t≤T 期间，Ug2 =Ug3为正，VT2 、 VT3导通，Ug1=Ug4为负，使VT1 、VT4截止，电流–id 沿回路3流通，电动机M两端电压 UAB = –Us ； ? 在 T≤t≤T+ton (下一周期的0≤t≤ton ) 期间，Ug3 为正→ VT3导通，Ug1为正→也不导通，VT3、VD1续流，并钳位使 VT1 截止，电流–id 沿回路4流通，电动机M两端电压 UAB = 0。 §4-1 脉宽调制变换器 ? 反向运行电流流向： +Us Ug4 M + - Ug3 VD1 VD2 VD3 VD4 Ug1 Ug2