第3章直流电动机V-M可逆调速系统3.1V-M可逆系统主电路结构形式及工作状态可逆系统的目的：获得电机四象限的运行特性（正、反转和电、制动）。3.1.1单组晶闸管供电切换电流极性的可逆电路1．切换电机电枢与电源之间连接极性a）用接触器切换 b)用晶闸管开关切换2．切换电机励磁电流图3-2切换电动机励磁电流方向的可逆电路此
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比较经济，但只能用于不太频繁切换的场合。2)工作原理：Ⅱ象限工作：1C断、2C合，V逆变，控制β，使Ud略
-kE时，VC>0，VD1不起作用；当VD<-kE时，VC<0，VD1将导通。－kE即为负限幅值。时，当1．正向稳态运行阶段（t=0～t1）2．本组逆变阶段（t=t1～t2）5．他组逆变阶段(t=t4～t5)6．转速超调阶段（t=t5～t6）3．他组建流阶段(t=t2～t3)4．电流超调阶段（t=t3～t4）3.3.2正向回馈制动过程分析在可四象限运行的调速系统中，正向回馈制动过程的分析具有普遍的典型意义。1.系统原理图正向运行时，为负。环流给定电压3.3.3可控环流可逆调速系统2.工作原理3.优点当主回路电流可能断续时，采用的控制方式时有意提供一个附加的直流平均环流，使电流连续。一旦负载电流连续了，则设法形成的控制方式，遏制环流至零。充分利用了环流的有利一面，避开了电流断续区，使系统在正反向过渡过程中没有死区，提高了快速性。同时又克服了环流不利的一面，减少了环流的损耗。所以在各种对快速性要求较高的可逆调速系统和随动系统中得到了广泛的应用。3.4无环流可逆调速系统逻辑控制无环流系统，错位控制无环流系统,依靠逻辑控制器DLC来对两组桥的工作进行控制或使逻辑控制器DLC逻辑控制无环流可逆调速系统原理图零电流检测电路极性鉴别器电平转换电路几个
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电路（后续章节中要用到）例：在图8-1、图8-9，图9-17中例：在图9-33中第4章直流电动机直流斩波调速系统主电路结构简单，功率元件少。开关频率高，电流容易连续，谐波分量少，电机损耗和发热小。低速性能好，稳速精度高，调速范围宽。动态响应好，抗扰能力强。功率元件开关状态，导通损耗小，装置效率高。直流电源采取不控整流时，电网功率因素高。直流斩波器依靠的是脉冲宽度调制（PWM）的工作方式，因此直流斩波调速系统也称直流脉宽调速系统。V-M的固有问
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：与V-M相比，直流斩波调速系统的优越性：存在电流的谐波分量，深调速时转矩脉动大。深调速时功率因素低，限制了调速范围。平波电抗器限制了系统的快速性。a)电源是直流电源b)电源是交流电源直流电动机直流斩波调速系统框图1．单象限工作电路a)集电极输出电路b)发射极输出电路c)波形图d)工作象限4.1直流斩波调速系统主电路图4-2单象限工作的直流斩波调速系统主电路及工作波形2．电流可反向的二象限工作电路1).主电路的结构形式2).工作原理正向电动工况。当Uo>Ea时，Io>0，电动机正向电动。电路的电压平衡方程为电动工作时，VT2、VD1并没有参与工作，去掉这两个元件后，电路与单象限工作电路完全一致，是一个典型的降压斩波电路。VT1、VT2互补工作，VD2是I0为正时的续流二极管，VD1是为I0为负时的续流二极管。为了防止直流电源经VT1、VT2直通短路，GD2、GD1中应设延时电路以形成“死区”。输出电压平均值电动机最高空载转速是图4-3电流可反向两象限斩波调速系统正向制动工况。当UoUd。若Ea>Ud，则发电电流不再可控，电流将变得很大而不允许。该电路用作发电运行，则发电机(直流电机)可变速发电，在转速0～n0max的范围内，都可向恒直流电压源实现电流大小可控的发电。制动时，VT2或VD1有电流，VT1和VD2无电流。把不参与工作的VT1、VD2去掉，可把电路重画于右图，图中按习惯画法把能量输入方即电机画在了左边。这就是典型的升压斩波器电路。电流的参考方向同前，实际为负值从上面的分析可知，图4-3所示的电路可以实现正向回馈制动，制动时电流(转矩)反向，其运行象限为Ⅰ、Ⅱ象限。该电路称电流可反向的两象限工作电路。3)波形分析及能量传递图4-5两象限工作斩波调速系统从电动到制止转换过程的电压电流波形及能量传递简图图4-6电压可反向的两象限工作电路a)电路图b)工作象限电压可反向的两象限工作电路3．可四象限运行的电路图4-7 可四象限运行的斩波调速电路a）电路图b)～e）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限波形图f）工作象限1.工作原理H型桥式斩波电路的工作模式非常灵活，以最常用的可逆运行模式说明之。VT1、VT2为一组，VT3、VT4为另一组，两组在一个PWM斩波周期内互补工作。2.输出电压的平均值3.优点:调节连续平滑，四象限工作。4.2直流斩波调速系统1．系统原理图转速、电流双闭环GM为载波（三角波或锯齿波）发生器PWM为脉宽调制单元，其输入信号是控制电平Uc，输出的是占空比为的PWM信号GT为驱动电路,内应设置防止上下桥臂直通的“死区”2．交流电源供电时的制动泵升电压的产生原因泵升电压的抑制与能耗制动图4-9 限制泵升电压的能耗制动电路回馈制动状态时，机械能变成电能送回直流侧。这部分能量输入直流环节的滤波电容，对电容充电的结果是使电容器两端的电压不断地升高。设正常工作时Ud=500V,C=2200uF,回馈电功率是P=2.2kW,1秒钟后电容的电压值为Ux抑制办法：2）能耗制动。见右图1）回馈制动。改不控整流桥为能量能双向流通的PWM整流桥。
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