电机控制：直流电机脉宽调制调速.ppt

Hunan University1-3 直流电动机的脉宽调制（PWM）调速Hunan University相控整流的缺陷 电网端电流的功率因数与移相触发角有关， 越大，功率因数越低； 当电动机低速运行时，电网输入电流功率因数低，谐波分量大，对电网不利Hunan University脉宽调制技术 电源侧采用二极管不控整流 在直流电源电压基本不变的情况下，通过电子开关的通断，改变施加到电机电枢端的直流电压平均值（直流斩波）晶闸管无自关断能力，并且开关频率低100kHzIGBT（3300V，1800A），20kHZHunan University一、不可逆脉宽调制调速系统Hunan University电流连续情况Hunan University电流断续情况Hunan University带制动功能直流电机脉宽调速系统1）Ub1，Ub2，电机运行于电动状态；2）Ub1，Ub2，电枢回路电感释放能量，电流由VD2续流，电机仍工作在电动状态；3）当电枢电流变为零，VD2关断，VT2开通，电枢电流反向，电机进入能耗制动阶段，转速降低;4）在VT1再次导通之前，必须先关断VT2，这时电流由VD1续流，电机再生制动。

是否进入制动状态，决定于VT1的关断时间0tTt1t2t3电动电动能耗制动 再生制动Hunan University二、可逆脉宽调制调速系统Hunan University1.单极性脉宽调制方式1）VT4一直开通，VT3一直关断，VT1和VT2交替导通2）VT2一直开通，VT1一直关断，VT3和VT4交替导通Hunan University1)0tt1,VT1导通，VT2关断，电机正向电动运行;2)t1tT,VT1关断，电感释放，电流通过VD2续流，电流衰减，电机仍电动运行；3）在t1tT期间的某一时刻t2，电流衰减为零，则VT2导通，电枢电流反向，经VD4和VT2流通，电机进入能耗制动；4)若VT2关断，则电流由VD1，VD2流通，电机进入再生制动状态1234VT4导通期间，电机能运行于1、2象限；VT2导通期间，电机运行于3、4象限VT1，VT2VD2，VT2VT2，VD4VD2，VD4Hunan University运行于3、4象限分析1234Hunan University2.双极性脉宽调制方式1）VT1、VT4为一组，VT2，VT3为一组，每组两个器件同时通断2）两组器件的通断相互交替Hunan University正向电动正向电动反接制动再生制动Hunan University 负载电压系数(1) 两组通,断切换时刻 但有消除静摩擦的”微抖”Hunan University双极性调制和单极性调制比较 双极性调制方式简单 双极性电动机低速性能更好 双极性存在交变电流，增加损耗；但它能产生高频微振，有利于克服机械静摩擦 双极性四个功率器件都处在开关状态，开关损耗较大Hunan University脉宽调制与相控调速比较 脉宽调制主电路结构简单 由于采用全控型器件，容量不如采用相控调速大 解决了相控调速的低速问题 随着电力电子器件的发展，脉宽调制技术是直流电机控制的方展方向Hunan University能耗制动能耗制动时，电动机作为他励发电机运行，由于发电机的电磁转矩与电枢旋转的方向是相反的，因而产生制动作用，使电机转速变慢，直至电枢旋转的动能全部变为电能，消耗在电阻上。

返回Hunan University反接制动产生很大的与旋转方向相反的电磁转矩，使电机制动反接制动时，会产生很大的冲击电流，因此电枢回路中应串入适当的电阻，限制电流；当电机转速降低到零时，应把电源切除，否则电机将反转。