【正文】 得電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程式 ??? RIEU dMdbco s0dd UU ?? ME)co s( 0 ???? RIUE ddM b（ 2122) )cos(1 0 ???? RIUCn ddeb（ 2123) 圖 252 電動(dòng)機(jī)在四象限中的機(jī)械特性 正組變流器 反組變流器 n ? 3 ? 2 ? 1 I d ? 4 b 2 b 3 b 4 b 1 ? = b = ? 2 ? 39。 機(jī)械特性變軟，即負(fù)載電流變化很小也可引起很大的轉(zhuǎn)速變化。 當(dāng)?shù)退佥p載時(shí)，可改用另一段較陡的特性來(lái)近似處理，等效電阻要大一個(gè)數(shù)量級(jí)。 O n a 1 a 2 a 3 a 3 a 2 a 1 I d ( R B + R M + ) I d C e 3 X B 2 ? 246 一 . 工作于整流狀態(tài)時(shí) 2. 電流斷續(xù)時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 當(dāng)負(fù)載減小時(shí)，平波電抗器中的電感儲(chǔ)能減小，致使電流不再連續(xù)，此時(shí)其機(jī)械特性也就呈現(xiàn)出非線性。 圖 248 三相半波帶電動(dòng)機(jī)負(fù)載且 加平波電抗器時(shí)的電壓電流波形 通常在電樞回路串聯(lián)一平波電抗器 ， 保證整流電流在較大范圍內(nèi)連續(xù) ， 如圖 248。 對(duì)該系統(tǒng)的研究包括兩個(gè)方面： 其一是在帶電動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)整流電路的工作情況。 241 第八節(jié) 晶閘管直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng) 一 . 工作于整流狀態(tài) 二. 工作于有源逆變狀態(tài) 三. 直流可逆電力拖動(dòng)系統(tǒng) 242 第八節(jié) 晶閘管直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng) 主要針對(duì) 脈沖不對(duì)稱程度（一般可達(dá) 5?）。 1. 逆變失敗的原因 238 三 . 逆變失敗與最小逆變角的限制 換相重疊角的影響： 圖 247 交流側(cè)電抗對(duì)逆變換相過(guò)程的影響 當(dāng) b g 時(shí)，換相結(jié)束時(shí)，晶閘管能承受反壓而關(guān)斷。 觸發(fā)電路工作不可靠，不能適時(shí)、準(zhǔn)確地給各晶閘管分配脈沖，如脈沖丟失、脈沖延時(shí)等，致使晶閘管不能正常換相。 晶閘管發(fā)生故障，該斷時(shí)不斷，或該通時(shí)不通。 234 二 . 三相橋整流電路的有源逆變工作狀態(tài) 三相橋式電路工作于有源逆變狀態(tài)，不同逆變角時(shí)的輸出電壓波形及晶閘管兩端電壓波形如圖 246所示。 ? /2 ? ?時(shí) ， 電路工作在 逆變 狀態(tài) 。 晶閘管的控制角 ? /2， 使 Ud為 負(fù)值 。 既工作在整流狀態(tài)又工作在逆變狀態(tài) ， 稱為 變流電路 。 有源逆變電路 ——交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié) 。 我國(guó)電氣機(jī)車的整流器大多為這種方式 。 或者不工作而使該橋輸出直流電壓為零 。 其交流側(cè)輸入電流諧波次為 24k177。 整流電壓 ud在每個(gè)電源周期內(nèi)脈動(dòng) 18次 ， 故此電路為 18脈波整流電路 。 i a2 i ab2 39。 221 二 . 多重化整流電路 移相 30?構(gòu)成的串聯(lián) 2重聯(lián)結(jié)電路 圖 241 移相 30?串聯(lián) 2重聯(lián)結(jié)電路 圖 242 移相 30?串聯(lián) 2重聯(lián)結(jié)電路電流波形 整流變壓器二次繞組分別采用星形和三角形接法構(gòu)成相位相差30?、大小相等的兩組電壓。 220 二 . 多重化整流電路 1. 移相多重聯(lián)結(jié) 圖 240 并聯(lián)多重聯(lián)結(jié)的 12脈波整流電路 有 并聯(lián)多重聯(lián)結(jié) 和 串聯(lián)多重聯(lián)結(jié) 。 兩種電路中，晶閘管的導(dǎo)通及觸發(fā)脈沖的分配關(guān)系一樣， ud和 id的 波形形狀一樣 。 u a 39。 u b u c u c 39。 60 ? ? 。 電感負(fù)載 情況下 ， 移相范圍是90?。該電壓加在 Lp上 ， 產(chǎn)生電流 ip， 它通過(guò)兩組星形自成回路 ， 不流到負(fù)載中去 ， 稱為 環(huán)流 或 平衡電流 。 u b 39。 360 176。 215 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 由上述分析以可得： 圖 237 平衡電抗器作用下輸出電壓的波形和平衡電抗器上電壓的波形 平衡電抗器中點(diǎn)作為整流電壓輸出的負(fù)端，其輸出的整流電壓瞬時(shí)值為兩組三相半波整流電壓瞬時(shí)值的平均值。 w t 1 w t t b) a) u a u b u c u c 39。 此時(shí) VT VT2同時(shí)導(dǎo)電 。 u a 39。 213 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 原理分析 (續(xù) )： 之后 ub′ ua ， 則流經(jīng) ub′相的電流要減小 ， 但 Lp有阻止此電流減小的作用 ， up的極性反向 ， Lp仍起平衡的作用 ， 使 VT6繼續(xù)導(dǎo)電 。 w t 1 w t t b) a) u a u b u c u c 39。 圖 238 平衡電抗器作用下 兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)電的情況 212 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 原理分析 (續(xù) )： 雖然 ， 但由于 Lp的平衡作用 ， 使得晶閘管 VT6和 VT1同時(shí)導(dǎo)通 。 w t 1 w t t b) a) u a u b u c u c 39。 u b 39。 可導(dǎo)出 Lp兩端電壓 、 整流輸出電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下： 1tw圖 238 平衡電抗器作用下 兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)電的情況 圖 237 平衡電抗器作用下輸出電壓的波形和平衡電抗器上電壓的波形 w u p u d1 , u d2 O O 60 176。 u a 39。 29 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 平衡電抗器使得兩組三相半波整流電路同時(shí)導(dǎo)電的原理分析 ： 圖 237 平衡電抗器作用下輸出電壓的波形和平衡電抗器上電壓的波形 圖 238 平衡電抗器作用下兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)電的情況 平衡 電抗器 Lp承擔(dān)了 n n2間的電位差 ， 它補(bǔ)償了 ub′和 ua的電動(dòng)勢(shì)差 ， 使得 ub′和 ua兩相的晶閘管能同時(shí)導(dǎo)電 。 當(dāng) α=0o 時(shí) ， Ud為 ， 比三相半波時(shí)的 。 u b 39。該電壓加在 Lp上 ， 產(chǎn)生電流 ip， 它通過(guò)兩組星形自成回路 ， 不流到負(fù)載中去 ， 稱為 環(huán)流 或 平衡電流 。 u a 39。 O w t O O w t O I d 1 2 I d 1 6 I d 1 2 I d 1 6 25 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 接平衡電抗器的原因： 當(dāng)電壓平均值和瞬時(shí)值均相等時(shí) ， 才能使負(fù)載 均流 。 u c 39。 平衡電抗器 是為保證兩組三相半波整流電路能同時(shí)導(dǎo)電 。 多重化整流電路的特點(diǎn)： 在采用相同器件時(shí)可達(dá)到更大的功率。引言 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路的特點(diǎn)： 適用于 低電壓 、 大電流 的場(chǎng)合。 二次側(cè)兩繞組的極性相反可 消除鐵芯的直流磁化 。 圖 236 雙反星形電路， ? =0?時(shí)兩組整流電壓、電流波形 t w w t u d1 u a u b u c i a u d2 i a 39。 u c 39。 u c 39。 O w t O O w t O I d 1 2 I d 1 6 I d 1 2 I d 1 6 26 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 接平衡電抗器的原因： 兩個(gè)星形的中點(diǎn) n1和 n2間的電壓等于 ud1和 ud2之差 。 u a 39。 28 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 雙反星形電路中如不接平衡電抗器，即成為六相半波整流電路 ： 只能有一個(gè)晶閘管導(dǎo)電 ， 其余五管均阻斷 ， 每管最大導(dǎo)通角為60o， 平均電流為 Id/6。 對(duì)平衡電抗器作用的理解是掌握雙反星形電路原理的關(guān)鍵 。 w t 1 w t t b) a) u a u b u c u c 39。 210 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 平衡電抗器使得兩組三相半波整流電路同時(shí)導(dǎo)電的原理分析 ： 時(shí) ， ub′ua， VT6導(dǎo)通 ， 此電流在流經(jīng) LP時(shí) ， LP上要感應(yīng)一電動(dòng)勢(shì)up， 其方向是要阻止電流增大 。 u a 39。 360 176。 u b 39。 360 176。 u b 39。 w t 1 w t t b) a) u a u b u c u c 39。 214 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 原理分析 (續(xù) )： 直到 ua′ ub′ 電流才從 VT6換至 VT2。 360 176。 u b 39。 直流平均電壓為： 20 UU d ?u , u w u p d1 d2 O O 60 176。 u b 39。 兩個(gè)星形的中點(diǎn) n1和 n2間的電壓等于 ud1和 ud2之差 。 輸出電壓波形與三相半波電路比較 ， 脈動(dòng)程度減小了 ， 脈動(dòng)頻率加大一倍 ， f=300Hz。 90 ? ? 。 u b 39。 u b u c u c 39。 當(dāng) U2相等時(shí)，雙反星形的 Ud是三相橋的 1/2，而 Id是三相橋的 2倍。 目標(biāo)： 移項(xiàng)多重聯(lián)結(jié) 減少交流側(cè)輸入電流諧波， 串聯(lián)多重整流電路 采用順序控制 可提高功率因數(shù)。 2個(gè)三相橋并聯(lián)而成的 12脈波整流電路 。 360176。 該電路的其他特性如下： 直流輸出電壓 位移因數(shù) cosj1=cos? （ 單橋時(shí)相同 ） 功率因數(shù) l=n cosj1 =? αUU d c o s266 ??223 二 . 多重化整流電路 利用變壓器二次繞阻接法的不同 ， 互相錯(cuò)開 20?，可將三組橋構(gòu)成 串聯(lián) 3重聯(lián)結(jié)電路 ： 整流變壓器采用星形三角形組合無(wú)法移相 20?， 需采用 曲折接法 。 輸入位移因數(shù)和功率因數(shù)分別為： cosj1=cos? l=? 224 二 . 多重化整流電路 將整流變壓器的二次繞組移相 15?， 可構(gòu)成 串聯(lián) 4重聯(lián)結(jié)電路 ： 為 24脈波整流電路 。 225 二 . 多重化整流電路 2. 多重聯(lián)結(jié)電路的順序控制 只對(duì)一個(gè)橋的 ?角進(jìn)行控制 ， 其余各橋的工作狀態(tài)則根據(jù)需要輸出的整流電壓而定 。 不能降低輸入電流諧波 ， 但是 總功率因數(shù)可以提高 。 逆變電路 ——把直流電逆變成交流電的電路 。 對(duì)于可控整流電路 ， 滿足一定條件就可工作于有源逆變 ， 其電路形式未變 ， 只是電路工作條件轉(zhuǎn)變 。 230 一 . 逆變的概念 3. 逆變產(chǎn)生的條件 單相全波電路代替上述發(fā)電機(jī) 圖 245 單相全波電路的整流和逆變 a) b) u 10 u d u 20 u 10 ? O O w t w t I d i d U d E M u 10 u d u 20 u 10 O O w t w t I d i d U d E M ? i VT 1 i VT 2 i VT 2 i d = i VT + i VT 1 2 i d = i VT + i VT 1 2 i VT 1 i VT 2 i VT 1 電動(dòng)機(jī)輸出電功率 交流電網(wǎng)輸出電功率 231 一 . 逆變的概念 從上述分析中 ， 可以歸納出產(chǎn)生逆變的條件有二： 有 直流電動(dòng)勢(shì) ， 其極性和晶閘管導(dǎo)通方向一致 ，其值 大于 變流器直流側(cè)平均電壓 。 233 二 . 三相橋整流電路的有源逆變工作狀態(tài) 逆變和整流的區(qū)別 ： 控制角 ? 不同 0? ? /2 時(shí) ， 電路工作在 整流 狀態(tài) 。 逆變角 b和控制角 ?的計(jì)量方向相反 ， 其大小自 b =0的起始點(diǎn) 向左方 計(jì)量 。 觸發(fā)電路工作不可靠，不能適時(shí)、準(zhǔn)確地給各晶閘管分配脈沖，如脈沖丟失、脈沖延時(shí)等，致使晶閘管不能正常換相。 1) 逆變失敗的原因 237 三 . 逆變失敗與最小逆變角的限制 逆變失敗 （ 逆變顛覆 ） 逆變時(shí)，一