本讲主要内容：本讲主要内容：本讲主要内容：本讲主要内容： 第一节第一节第一节第一节 晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管- - - -电动机系统的可逆线路及回馈制动电动机系统的可逆线路及回馈制动电动机系统的可逆线路及回馈制动电动机系统的可逆线路及回馈制动第第第第411411411411讲讲讲讲9/19/20241第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器一、研究目的一、研究目的 主要解决控制系统时间最优制动问题主要解决控制系统时间最优制动问题。 在第在第3 3章中解决了控制系统时间最优起动问题，但是没有解决时间最优章中解决了控制系统时间最优起动问题，但是没有解决时间最优制动问题，如下图所示。制动问题，如下图所示。转速给定转速给定电枢电流电枢电流实际转速实际转速9/19/20249/19/20242 2第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器一、研究目的一、研究目的 所谓最优制动：所谓最优制动：所谓最优制动：所谓最优制动：在充分发挥电动机过载能力的条件下和其它条件能在充分发挥电动机过载能力的条件下和其它条件能在充分发挥电动机过载能力的条件下和其它条件能在充分发挥电动机过载能力的条件下和其它条件能允许的情况下，运动物体的制动时间最短并且运动物体所减少的能量能允许的情况下，运动物体的制动时间最短并且运动物体所减少的能量能允许的情况下，运动物体的制动时间最短并且运动物体所减少的能量能允许的情况下，运动物体的制动时间最短并且运动物体所减少的能量能回馈给电网或被其它用电设备回收利用。回馈给电网或被其它用电设备回收利用。回馈给电网或被其它用电设备回收利用。回馈给电网或被其它用电设备回收利用。我们模仿在实现最优时间起动我们模仿在实现最优时间起动我们模仿在实现最优时间起动我们模仿在实现最优时间起动时控制系统的构造过程很容易就能解决这个问题，如图所示。时控制系统的构造过程很容易就能解决这个问题，如图所示。时控制系统的构造过程很容易就能解决这个问题，如图所示。时控制系统的构造过程很容易就能解决这个问题，如图所示。转速给定转速给定电枢电流电枢电流实际转速实际转速9/19/20249/19/20243 3第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器一、研究目的一、研究目的转速给定转速给定电枢电流电枢电流实际转速实际转速9/19/20249/19/20244 4第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器一、研究目的一、研究目的在第三章中所采用的能耗制动无法实现最优制动，原因是：在第三章中所采用的能耗制动无法实现最优制动，原因是：在第三章中所采用的能耗制动无法实现最优制动，原因是：在第三章中所采用的能耗制动无法实现最优制动，原因是：1) 1) 1) 1) 此能耗制动无法实现恒流制动，此能耗制动无法实现恒流制动，此能耗制动无法实现恒流制动，此能耗制动无法实现恒流制动，( ( ( (制动电压随着转速的降低而下降，制动电压随着转速的降低而下降，制动电压随着转速的降低而下降，制动电压随着转速的降低而下降，制动电阻不能自动变小只能有级的变小，制动电阻不能自动变小只能有级的变小，制动电阻不能自动变小只能有级的变小，制动电阻不能自动变小只能有级的变小，) ) ) )也就无法实现按照最大允许的也就无法实现按照最大允许的也就无法实现按照最大允许的也就无法实现按照最大允许的制动加速度；制动加速度；制动加速度；制动加速度；2) 2) 2) 2) 能耗制动无法把能量回馈电网或回收利用。能耗制动无法把能量回馈电网或回收利用。能耗制动无法把能量回馈电网或回收利用。能耗制动无法把能量回馈电网或回收利用。 根据电机学知识和最优制动定义可知：当给定突然减少时，要实现根据电机学知识和最优制动定义可知：当给定突然减少时，要实现根据电机学知识和最优制动定义可知：当给定突然减少时，要实现根据电机学知识和最优制动定义可知：当给定突然减少时，要实现最优制动，电枢电流必须要迅速突降才能实现最优制动。最优制动，电枢电流必须要迅速突降才能实现最优制动。最优制动，电枢电流必须要迅速突降才能实现最优制动。最优制动，电枢电流必须要迅速突降才能实现最优制动。那么如何让电枢电流迅速突降呢？那么如何让电枢电流迅速突降呢？那么如何让电枢电流迅速突降呢？那么如何让电枢电流迅速突降呢？9/19/20249/19/20245 5第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器二、研究的核心问题二、研究的核心问题二、研究的核心问题二、研究的核心问题为了解决电枢电流迅速突降为了解决电枢电流迅速突降为了解决电枢电流迅速突降为了解决电枢电流迅速突降的问题，最简单的方法是采用两的问题，最简单的方法是采用两的问题，最简单的方法是采用两的问题，最简单的方法是采用两组控制系统反并联的方法。如右组控制系统反并联的方法。如右组控制系统反并联的方法。如右组控制系统反并联的方法。如右图所示图所示图所示图所示 为什么采用两组控制系统反为什么采用两组控制系统反为什么采用两组控制系统反为什么采用两组控制系统反并联的方法就是解决控制系统电并联的方法就是解决控制系统电并联的方法就是解决控制系统电并联的方法就是解决控制系统电枢电流迅速突降问题的最佳方枢电流迅速突降问题的最佳方枢电流迅速突降问题的最佳方枢电流迅速突降问题的最佳方案？案？案？案？-IdId9/19/20249/19/20246 6第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器二、研究的核心问题二、研究的核心问题二、研究的核心问题二、研究的核心问题 采用两组控制系统反并联的采用两组控制系统反并联的采用两组控制系统反并联的采用两组控制系统反并联的方法，不但能解决电枢方法，不但能解决电枢方法，不但能解决电枢方法，不但能解决电枢电流迅速电流迅速电流迅速电流迅速突降突降突降突降的问题同时也解决了的问题同时也解决了的问题同时也解决了的问题同时也解决了转速由转速由转速由转速由高变低时的转速失控问题高变低时的转速失控问题高变低时的转速失控问题高变低时的转速失控问题、振荡振荡振荡振荡次数次数次数次数的控制问题和的控制问题和的控制问题和的控制问题和轻载时电流断轻载时电流断轻载时电流断轻载时电流断续续续续的问题。的问题。的问题。的问题。 这种系统一般称为：这种系统一般称为：这种系统一般称为：这种系统一般称为：反并联可逆调速系统。反并联可逆调速系统。反并联可逆调速系统。反并联可逆调速系统。 但是此系统如果正反两组配合不好，就会出现两套可控整流桥短路但是此系统如果正反两组配合不好，就会出现两套可控整流桥短路但是此系统如果正反两组配合不好，就会出现两套可控整流桥短路但是此系统如果正反两组配合不好，就会出现两套可控整流桥短路的现象发生。因此研究可逆调速系统的核心问题就是：的现象发生。因此研究可逆调速系统的核心问题就是：的现象发生。因此研究可逆调速系统的核心问题就是：的现象发生。因此研究可逆调速系统的核心问题就是：正反两组如何正正反两组如何正正反两组如何正正反两组如何正确配合问题。确配合问题。确配合问题。确配合问题。9/19/20249/19/20247 7第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器三、与前三章的主要区别三、与前三章的主要区别三、与前三章的主要区别三、与前三章的主要区别 第一章研究的核心问题是第一章研究的核心问题是第一章研究的核心问题是第一章研究的核心问题是控制系统构造理论问题控制系统构造理论问题控制系统构造理论问题控制系统构造理论问题 第二、三章研究的核心问题：如何根据控制系统构造理论设计满足第二、三章研究的核心问题：如何根据控制系统构造理论设计满足第二、三章研究的核心问题：如何根据控制系统构造理论设计满足第二、三章研究的核心问题：如何根据控制系统构造理论设计满足生产工艺要求的控制系统。生产工艺要求的控制系统。生产工艺要求的控制系统。生产工艺要求的控制系统。 第二章主要解决如何满足生产工艺提出的静态指标要求和控制系统第二章主要解决如何满足生产工艺提出的静态指标要求和控制系统第二章主要解决如何满足生产工艺提出的静态指标要求和控制系统第二章主要解决如何满足生产工艺提出的静态指标要求和控制系统如何进行仿真的问题；如何进行仿真的问题；如何进行仿真的问题；如何进行仿真的问题； 第三章主要解决如何满足生产工艺提出的部分动态指标要求和网络第三章主要解决如何满足生产工艺提出的部分动态指标要求和网络第三章主要解决如何满足生产工艺提出的部分动态指标要求和网络第三章主要解决如何满足生产工艺提出的部分动态指标要求和网络组态问题。组态问题。组态问题。组态问题。9/19/20249/19/20248 8第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器第四章可逆调速控制系统和全数字调速控制器三、与前三章的主要区别三、与前三章的主要区别三、与前三章的主要区别三、与前三章的主要区别 第四章研究的核心问题：第四章研究的核心问题：第四章研究的核心问题：第四章研究的核心问题：正反两组正确配合问题正反两组正确配合问题正反两组正确配合问题正反两组正确配合问题( (同时解决了满足同时解决了满足同时解决了满足同时解决了满足其它动态指标的要求其它动态指标的要求其它动态指标的要求其它动态指标的要求) )。目前世界各大直流调速器生产厂家所生产的四目前世界各大直流调速器生产厂家所生产的四目前世界各大直流调速器生产厂家所生产的四目前世界各大直流调速器生产厂家所生产的四象限直流调速器都是反并联结构的。象限直流调速器都是反并联结构的。象限直流调速器都是反并联结构的。象限直流调速器都是反并联结构的。 9/19/20249/19/20249 9第一节第一节 晶闸管晶闸管- -电动机系统的可逆线路及其回馈制动电动机系统的可逆线路及其回馈制动一、可逆运行理论分析一、可逆运行理论分析一、可逆运行理论分析一、可逆运行理论分析 如果负载不变，给定如果负载不变，给定如果负载不变，给定如果负载不变，给定电压突然降低，由于主电路电压突然降低，由于主电路电压突然降低，由于主电路电压突然降低，由于主电路的电流不能反向导致电枢电的电流不能反向导致电枢电的电流不能反向导致电枢电的电流不能反向导致电枢电流不能迅速进入第流不能迅速进入第流不能迅速进入第流不能迅速进入第象限，象限，象限，象限，失去了对降速过程的控制机失去了对降速过程的控制机失去了对降速过程的控制机失去了对降速过程的控制机会。那么如何让电枢电流迅会。那么如何让电枢电流迅会。那么如何让电枢电流迅会。那么如何让电枢电流迅速突降甚至反向呢？速突降甚至反向呢？速突降甚至反向呢？速突降甚至反向呢？9/19/20249/19/20241010第一节第一节 晶闸管晶闸管- -电动机系统的可逆线路及回馈制动电动机系统的可逆线路及回馈制动一、可逆运行理论分析一、可逆运行理论分析一、可逆运行理论分析一、可逆运行理论分析 尽管单纯一组晶闸尽管单纯一组晶闸尽管单纯一组晶闸尽管单纯一组晶闸管整流系统的电枢电流管整流系统的电枢电流管整流系统的电枢电流管整流系统的电枢电流不能迅速反向不能迅速反向不能迅速反向不能迅速反向( ( ( (不能进入不能进入不能进入不能进入第第第第象限象限象限象限) ) ) )，但是当电机，但是当电机，但是当电机，但是当电机带位能负载时，单纯一带位能负载时，单纯一带位能负载时，单纯一带位能负载时，单纯一组晶闸管整流系统能由组晶闸管整流系统能由组晶闸管整流系统能由组晶闸管整流系统能由第第第第象限迅速进入第象限迅速进入第象限迅速进入第象限迅速进入第象限。象限。象限。象限。9/19/20249/19/20241111第一节第一节 晶闸管晶闸管- -电动机系统的可逆线路及回馈制动电动机系统的可逆线路及回馈制动一、可逆运行理论分析一、可逆运行理论分析一、可逆运行理论分析一、可逆运行理论分析 系统在第系统在第系统在第系统在第象限电象限电象限电象限电枢电流尽管没有改变方枢电流尽管没有改变方枢电流尽管没有改变方枢电流尽管没有改变方向，但是系统处于逆变向，但是系统处于逆变向，但是系统处于逆变向，但是系统处于逆变状态，整流极性发生了状态，整流极性发生了状态，整流极性发生了状态，整流极性发生了变化。如右图所示。变化。如右图所示。变化。如右图所示。变化。如右图所示。 9/19/20249/19/20241212第一节第一节 晶闸管晶闸管- -电动机系统的可逆线路及回馈制动电动机系统的可逆线路及回馈制动一、可逆运行理论分析一、可逆运行理论分析一、可逆运行理论分析一、可逆运行理论分析 我们也很自然的想到：我们也很自然的想到：我们也很自然的想到：我们也很自然的想到： 反向电动状态的晶闸反向电动状态的晶闸反向电动状态的晶闸反向电动状态的晶闸管整流系统也能从第管整流系统也能从第管整流系统也能从第管整流系统也能从第象象象象限进入第限进入第限进入第限进入第象限。象限。象限。象限。9/19/20249/19/20241313第一节第一节 晶闸管晶闸管- -电动机系统的可逆线路及回馈制动电动机系统的可逆线路及回馈制动一、可逆运行理论分析一、可逆运行理论分析一、可逆运行理论分析一、可逆运行理论分析 从能量守恒的观点出从能量守恒的观点出从能量守恒的观点出从能量守恒的观点出发我们也很容易产生了这发我们也很容易产生了这发我们也很容易产生了这发我们也很容易产生了这样的一种想法：当需要制样的一种想法：当需要制样的一种想法：当需要制样的一种想法：当需要制动时，为了让电机的动能动时，为了让电机的动能动时，为了让电机的动能动时，为了让电机的动能迅速降低，把工作在第迅速降低，把工作在第迅速降低，把工作在第迅速降低，把工作在第象限的电动机迅速让其工作象限的电动机迅速让其工作象限的电动机迅速让其工作象限的电动机迅速让其工作在第在第在第在第象限并且处于逆变象限并且处于逆变象限并且处于逆变象限并且处于逆变状态的反组晶闸管整流系状态的反组晶闸管整流系状态的反组晶闸管整流系状态的反组晶闸管整流系统将能量吸收。统将能量吸收。统将能量吸收。统将能量吸收。图图图图4-1-24-1-29/19/20249/19/20241414第一节第一节 晶闸管晶闸管- -电动机系统的可逆线路及回馈制动电动机系统的可逆线路及回馈制动一、可逆运行理论分析一、可逆运行理论分析一、可逆运行理论分析一、可逆运行理论分析 这样作不但让电枢电流这样作不但让电枢电流这样作不但让电枢电流这样作不但让电枢电流迅速突降，也将电机降低的迅速突降，也将电机降低的迅速突降，也将电机降低的迅速突降，也将电机降低的动能转换成电能回馈给了电动能转换成电能回馈给了电动能转换成电能回馈给了电动能转换成电能回馈给了电网。网。网。网。 同理，如果反向电动状同理，如果反向电动状同理，如果反向电动状同理，如果反向电动状态的晶闸管整流系统的电枢态的晶闸管整流系统的电枢态的晶闸管整流系统的电枢态的晶闸管整流系统的电枢电流需要迅速突降，可将正电流需要迅速突降，可将正电流需要迅速突降，可将正电流需要迅速突降，可将正组晶闸管整流系统工作在第组晶闸管整流系统工作在第组晶闸管整流系统工作在第组晶闸管整流系统工作在第象限。象限。象限。象限。9/19/20249/19/20241515第一节第一节 晶闸管晶闸管- -电动机系统的可逆线路及回馈制动电动机系统的可逆线路及回馈制动一、可逆运行理论分析一、可逆运行理论分析一、可逆运行理论分析一、可逆运行理论分析 综上所述：综上所述：综上所述：综上所述：晶闸管整流极晶闸管整流极晶闸管整流极晶闸管整流极性与电动机的原状态相反可性与电动机的原状态相反可性与电动机的原状态相反可性与电动机的原状态相反可使电枢电流迅速突降使电枢电流迅速突降使电枢电流迅速突降使电枢电流迅速突降 从电机拖动的理论说：从电机拖动的理论说：从电机拖动的理论说：从电机拖动的理论说：晶晶晶晶闸管整流极性与电动机的原闸管整流极性与电动机的原闸管整流极性与电动机的原闸管整流极性与电动机的原状态相反可使晶闸管状态相反可使晶闸管状态相反可使晶闸管状态相反可使晶闸管- - - -电动机电动机电动机电动机系统能够在四个象限内迅速系统能够在四个象限内迅速系统能够在四个象限内迅速系统能够在四个象限内迅速转换运行。转换运行。转换运行。转换运行。9/19/20249/19/20241616第一节第一节 晶闸管晶闸管- -电动机系统的可逆线路及回馈制动电动机系统的可逆线路及回馈制动二、晶闸管二、晶闸管- -电机系统四个象限运行方法电机系统四个象限运行方法 根据理论分析我们已经知道：要想使电枢电流迅速突降，必须迅速根据理论分析我们已经知道：要想使电枢电流迅速突降，必须迅速根据理论分析我们已经知道：要想使电枢电流迅速突降，必须迅速根据理论分析我们已经知道：要想使电枢电流迅速突降，必须迅速将晶闸管整流极性与电动机的原状态相反。能够实现晶闸管可控整流器将晶闸管整流极性与电动机的原状态相反。能够实现晶闸管可控整流器将晶闸管整流极性与电动机的原状态相反。能够实现晶闸管可控整流器将晶闸管整流极性与电动机的原状态相反。能够实现晶闸管可控整流器极性与电动机的原状态相反的方法有两大类：其一：极性与电动机的原状态相反的方法有两大类：其一：极性与电动机的原状态相反的方法有两大类：其一：极性与电动机的原状态相反的方法有两大类：其一：改变电动机电枢极改变电动机电枢极改变电动机电枢极改变电动机电枢极性性性性；其二：；其二：；其二：；其二：改变电动机励磁极性改变电动机励磁极性改变电动机励磁极性改变电动机励磁极性。 改变电动机励磁极性这种方法显改变电动机励磁极性这种方法显改变电动机励磁极性这种方法显改变电动机励磁极性这种方法显然不能满足快速制动的要求，因为励然不能满足快速制动的要求，因为励然不能满足快速制动的要求，因为励然不能满足快速制动的要求，因为励磁回路的电感比较大所以惯性也比较磁回路的电感比较大所以惯性也比较磁回路的电感比较大所以惯性也比较磁回路的电感比较大所以惯性也比较大。经常采用的是改变电动机电枢极大。经常采用的是改变电动机电枢极大。经常采用的是改变电动机电枢极大。经常采用的是改变电动机电枢极性的方法，实现改变电动机电枢极性性的方法，实现改变电动机电枢极性性的方法，实现改变电动机电枢极性性的方法，实现改变电动机电枢极性的方法有如下三种：的方法有如下三种：的方法有如下三种：的方法有如下三种：9/19/20249/19/20241717第一节第一节 晶闸管晶闸管- -电动机系统的可逆线路及回馈制动电动机系统的可逆线路及回馈制动二、晶闸管二、晶闸管- -电机系统的四个象限运行方法电机系统的四个象限运行方法 1 1、有触点开关可逆线路、有触点开关可逆线路、有触点开关可逆线路、有触点开关可逆线路原理图如右图所示。原理图如右图所示。原理图如右图所示。原理图如右图所示。这种方案的主要这种方案的主要这种方案的主要这种方案的主要优点优点优点优点是：控是：控是：控是：控制简单，造价低。制简单，造价低。制简单，造价低。制简单，造价低。主要主要主要主要缺点缺点缺点缺点是：是：是：是：1) 1) 正反两组切换时有死区、正反两组切换时有死区、正反两组切换时有死区、正反两组切换时有死区、不能满足快速制动的要求；不能满足快速制动的要求；不能满足快速制动的要求；不能满足快速制动的要求；2) 2) 寿命低、有噪声。寿命低、有噪声。寿命低、有噪声。寿命低、有噪声。9/19/20249/19/20241818第一节第一节 晶闸管晶闸管- -电动机系统的可逆线路及回馈制动电动机系统的可逆线路及回馈制动二、晶闸管二、晶闸管- -电机系统的四个象限运行方法电机系统的四个象限运行方法 1 1、有触点开关可逆线路、有触点开关可逆线路、有触点开关可逆线路、有触点开关可逆线路原理图如右图所示。原理图如右图所示。原理图如右图所示。原理图如右图所示。 这种方案的主要这种方案的主要这种方案的主要这种方案的主要优点优点优点优点是：是：是：是：控制简单，造价低。控制简单，造价低。控制简单，造价低。控制简单，造价低。主要主要主要主要缺点缺点缺点缺点是：是：是：是：1) 1) 正反两组切换时有死区、正反两组切换时有死区、正反两组切换时有死区、正反两组切换时有死区、不能满足快速制动的要求；不能满足快速制动的要求；不能满足快速制动的要求；不能满足快速制动的要求；2) 2) 寿命低、有噪声。寿命低、有噪声。寿命低、有噪声。寿命低、有噪声。9/19/20249/19/20241919第一节第一节 晶闸管晶闸管- -电动机系统的可逆线路及回馈制动电动机系统的可逆线路及回馈制动二、晶闸管二、晶闸管- -电机系统的四个象限运行方法电机系统的四个象限运行方法 2 2、无触点开关可逆线路、无触点开关可逆线路、无触点开关可逆线路、无触点开关可逆线路原理图如右图所示。原理图如右图所示。原理图如右图所示。原理图如右图所示。 这种方案的这种方案的这种方案的这种方案的主要优点主要优点主要优点主要优点是：是：是：是：控制简单、可靠性较高、寿控制简单、可靠性较高、寿控制简单、可靠性较高、寿控制简单、可靠性较高、寿命高、无噪声。命高、无噪声。命高、无噪声。命高、无噪声。 9/19/20249/19/20242020第一节第一节 晶闸管晶闸管- -电动机系统的可逆线路及回馈制动电动机系统的可逆线路及回馈制动二、晶闸管二、晶闸管- -电机系统的四个象限运行方法电机系统的四个象限运行方法 2 2、无触点开关可逆线路、无触点开关可逆线路、无触点开关可逆线路、无触点开关可逆线路原理图如右图所示。原理图如右图所示。原理图如右图所示。原理图如右图所示。 这种方案的这种方案的这种方案的这种方案的主要优点主要优点主要优点主要优点是：是：是：是：控制简单，可靠性较高、寿控制简单，可靠性较高、寿控制简单，可靠性较高、寿控制简单，可靠性较高、寿命高、无噪声。命高、无噪声。命高、无噪声。命高、无噪声。 主要缺点主要缺点主要缺点主要缺点是：是：是：是： 正反两组正反两组正反两组正反两组切换时死区切换时死区切换时死区切换时死区时间太长时间太长时间太长时间太长、不能、不能、不能、不能满足快速制动的要求。满足快速制动的要求。满足快速制动的要求。满足快速制动的要求。9/19/20249/19/20242121第一节第一节 晶闸管晶闸管- -电动机系统的可逆线路及回馈制动电动机系统的可逆线路及回馈制动二、晶闸管二、晶闸管- -电机系统的四个象限运行方法电机系统的四个象限运行方法 3 3、两组晶闸管反并联可逆线路、两组晶闸管反并联可逆线路、两组晶闸管反并联可逆线路、两组晶闸管反并联可逆线路 最理想的方案是如右图所示最理想的方案是如右图所示最理想的方案是如右图所示最理想的方案是如右图所示 选择反并联方案可逆线路的主选择反并联方案可逆线路的主选择反并联方案可逆线路的主选择反并联方案可逆线路的主要原因是：要原因是：要原因是：要原因是：1) 1) 无触点式开关换向，寿命高、无触点式开关换向，寿命高、无触点式开关换向，寿命高、无触点式开关换向，寿命高、无噪声；无噪声；无噪声；无噪声；2) 2) 正反两组切换时可以实现正反两组切换时可以实现正反两组切换时可以实现正反两组切换时可以实现无死区或基本无死区无死区或基本无死区无死区或基本无死区无死区或基本无死区切换、能满足各种快速制切换、能满足各种快速制切换、能满足各种快速制切换、能满足各种快速制动的要求。动的要求。动的要求。动的要求。3) 3) 两组对称容易实现系统集成制造，并能提高控制系统的可靠性。两组对称容易实现系统集成制造，并能提高控制系统的可靠性。两组对称容易实现系统集成制造，并能提高控制系统的可靠性。两组对称容易实现系统集成制造，并能提高控制系统的可靠性。 9/19/20249/19/20242222第一节第一节 晶闸管晶闸管- -电动机系统的可逆线路及回馈制动电动机系统的可逆线路及回馈制动二、晶闸管二、晶闸管- -电机系统的四个象限运行方法电机系统的四个象限运行方法 3 3、两组晶闸管反并联可逆线路、两组晶闸管反并联可逆线路、两组晶闸管反并联可逆线路、两组晶闸管反并联可逆线路 在详细研究反并联可逆调速系在详细研究反并联可逆调速系在详细研究反并联可逆调速系在详细研究反并联可逆调速系统之前，我们应该知道晶闸管整流统之前，我们应该知道晶闸管整流统之前，我们应该知道晶闸管整流统之前，我们应该知道晶闸管整流装置具备什么条件才能够进行回馈装置具备什么条件才能够进行回馈装置具备什么条件才能够进行回馈装置具备什么条件才能够进行回馈制动；才能进行能量吸收。制动；才能进行能量吸收。制动；才能进行能量吸收。制动；才能进行能量吸收。 从宏观能量守恒的观点分析：从宏观能量守恒的观点分析：从宏观能量守恒的观点分析：从宏观能量守恒的观点分析：电动机能量降低是由于电动机对外输出电动机能量降低是由于电动机对外输出电动机能量降低是由于电动机对外输出电动机能量降低是由于电动机对外输出了能量才会降低。了能量才会降低。了能量才会降低。了能量才会降低。电动机对外输出的能量变成了其它能量的形式，如果变电动机对外输出的能量变成了其它能量的形式，如果变电动机对外输出的能量变成了其它能量的形式，如果变电动机对外输出的能量变成了其它能量的形式，如果变成热能一般情况下这是一种浪费；如果变成电能这是一种节能和最有效的成热能一般情况下这是一种浪费；如果变成电能这是一种节能和最有效的成热能一般情况下这是一种浪费；如果变成电能这是一种节能和最有效的成热能一般情况下这是一种浪费；如果变成电能这是一种节能和最有效的一种储能方法。那么如何让电动机的动能变成电能呢？一种储能方法。那么如何让电动机的动能变成电能呢？一种储能方法。那么如何让电动机的动能变成电能呢？一种储能方法。那么如何让电动机的动能变成电能呢？9/19/20249/19/20242323第一节第一节 晶闸管晶闸管- -电动机系统的可逆线路及回馈制动电动机系统的可逆线路及回馈制动三、三、 晶闸管晶闸管 - -电动机系统的回馈制动条件电动机系统的回馈制动条件 “ “ 电力电子技术电力电子技术电力电子技术电力电子技术” ”告诉我们：对于电动机负载，晶闸管可控整流装置要告诉我们：对于电动机负载，晶闸管可控整流装置要告诉我们：对于电动机负载，晶闸管可控整流装置要告诉我们：对于电动机负载，晶闸管可控整流装置要实现有源逆变必须满足两个条件：实现有源逆变必须满足两个条件：实现有源逆变必须满足两个条件：实现有源逆变必须满足两个条件： 1)1)内部条件内部条件内部条件内部条件： 控制角控制角控制角控制角 9090，使晶闸管，使晶闸管，使晶闸管，使晶闸管可控整流装置侧产生一个负的可控整流装置侧产生一个负的可控整流装置侧产生一个负的可控整流装置侧产生一个负的平均电压平均电压平均电压平均电压- -U Ud d。2)2)外部条件外部条件外部条件外部条件： 外电路必须要有一个直流电源，并且极性必须与外电路必须要有一个直流电源，并且极性必须与外电路必须要有一个直流电源，并且极性必须与外电路必须要有一个直流电源，并且极性必须与- -U Ud0d0的极性相同，其数的极性相同，其数的极性相同，其数的极性相同，其数值应稍大于值应稍大于值应稍大于值应稍大于 - -U Ud0d0 ，以产生和维持逆变电流。，以产生和维持逆变电流。，以产生和维持逆变电流。，以产生和维持逆变电流。 9/19/20249/19/20242424第一节第一节 晶闸管晶闸管- -电动机系统的可逆线路及回馈制动电动机系统的可逆线路及回馈制动三、三、 晶闸管晶闸管 - -电动机系统的回馈制动条件电动机系统的回馈制动条件NOTESNOTES：1)1)如果在两个条件中只有内部条件如果在两个条件中只有内部条件如果在两个条件中只有内部条件如果在两个条件中只有内部条件 满足称为待逆变状态。如右图所示。满足称为待逆变状态。如右图所示。满足称为待逆变状态。如右图所示。满足称为待逆变状态。如右图所示。2)2)对于供电电源中的电压或电流只要有一个对于供电电源中的电压或电流只要有一个对于供电电源中的电压或电流只要有一个对于供电电源中的电压或电流只要有一个传输方向发生了变化供电电源就由输出电能传输方向发生了变化供电电源就由输出电能传输方向发生了变化供电电源就由输出电能传输方向发生了变化供电电源就由输出电能变成吸收电能。如下图所示。变成吸收电能。如下图所示。变成吸收电能。如下图所示。变成吸收电能。如下图所示。9/19/20249/19/20242525第一节第一节 晶闸管晶闸管- -电动机系统的可逆线路及回馈制动电动机系统的可逆线路及回馈制动三、三、三、三、 晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管 - - - -电动机系统的回馈制动条件电动机系统的回馈制动条件电动机系统的回馈制动条件电动机系统的回馈制动条件 这种能量的传输过程用这种能量的传输过程用这种能量的传输过程用这种能量的传输过程用“ “电机拖动电机拖动电机拖动电机拖动” ”观点可下如下定义：观点可下如下定义：观点可下如下定义：观点可下如下定义：电动机自电动机自电动机自电动机自身的能量由于回馈给电网而产生的能量下降称为回馈制动。身的能量由于回馈给电网而产生的能量下降称为回馈制动。身的能量由于回馈给电网而产生的能量下降称为回馈制动。身的能量由于回馈给电网而产生的能量下降称为回馈制动。 9/19/20249/19/20242626课间休息9/19/20249/19/20242727