可逆直流pwm調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2024-08-10 13:52本頁面
【正文】 VT4導(dǎo)通的時(shí)間，開關(guān)周期 T和占空比 ρ 的定義和上面相同，則電動(dòng)機(jī)電樞端電壓平均值為：Ud=(ton/T)*Us [（Tton）/ T]* Us=（2*ton/ T1）* Us=（2ρ1）*Us脈寬調(diào)制變換器的作用是：用脈沖寬度調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓序列，從而可以改變平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)7 / 21電機(jī)轉(zhuǎn)速。6 / 21 a）原理圖 b)電壓波形圖圖 脈寬調(diào)制變換器電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的原理圖和電壓波形圖如圖 ，給出了一種可逆脈寬調(diào)速系統(tǒng)的基本原理圖，由 VT1—VT2共 4個(gè)電力電子開關(guān)器件構(gòu)成橋式（或稱 H形）可逆脈沖寬度調(diào)制（PULSE WIDTH MODULATION，簡(jiǎn)稱 PWM）變換器。如此反復(fù)，得到電樞端電壓波形 u=f(t),如圖 （b）所示，好象是電源電壓 Us在 ton時(shí)間內(nèi)被接上，又在（Tton）內(nèi)被斬?cái)?，故稱為“斬波” 。直流斬波器電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的原理如圖 （a）所示，其中 VT用開關(guān)符號(hào)表示任何一種電力電子器件，VD 表示續(xù)流二極管。為了節(jié)能，并實(shí)行無觸電控制，現(xiàn)在多改用電力電子開關(guān)器件，如快速晶閘管，GTO，IGBT 等。5 / 21 圖 簡(jiǎn)單直流 PWM 控制電路 圖 電壓及電流波形 脈寬調(diào)制變換器在干線鐵道電力機(jī)車、工礦電力機(jī)車、城市電車和地鐵電機(jī)車等電力牽引設(shè)備上，常采用直流串勵(lì)或復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)，由恒壓直流電網(wǎng)供電。 電樞電壓平均值 Uav的理論計(jì)算式為: UTtonav??（1）其中α為占空比，即導(dǎo)通時(shí)間與脈沖周期之比。可控開關(guān)S以固定的周期重復(fù)地接通和斷開，當(dāng)開關(guān)S接通時(shí)，直流供電電源U通過開關(guān)S施加到直流電機(jī)兩端，電機(jī)在電源作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)電樞電感儲(chǔ)存能量；當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，供電電源停止向電動(dòng)機(jī)提供能量，但此時(shí)電樞電感所儲(chǔ)存的能量將通過續(xù)流二極管VD使電機(jī)電樞電流繼續(xù)維持，電樞電流仍然產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩使得電機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。由于上述優(yōu)點(diǎn)，在中、小容量的高動(dòng)態(tài)性能系統(tǒng)中，直流 PWM調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛。4 / 212. PWM 基本介紹自從全控型整流電力電子器件問世以后，就出現(xiàn)了采用脈沖寬度調(diào)制的高頻開關(guān)控制方式，形成了脈寬調(diào)制變換器—直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)，或直流 PWM調(diào)速系統(tǒng)。這些額定值都列在電機(jī)的銘牌上，使用電機(jī)前，應(yīng)熟悉銘牌。按照規(guī)定的工作條件進(jìn)行運(yùn)行的狀態(tài)叫做額定工作狀態(tài)。換向器：換向器由許多銅制換向片組成，外形呈圓柱形，片與片之間用云母絕緣。它是由許多繞組元件構(gòu)成，按一定規(guī)則嵌放在鐵心槽內(nèi)和換向片相連，使各組線圈的電動(dòng)勢(shì)相加。鐵心也作為電機(jī)磁路的一部分。它由電樞鐵心、繞組、換向器等組成。端蓋：端蓋由鑄鐵制成，用螺釘固定在底座的兩端，蓋內(nèi)有軸承用以支撐旋轉(zhuǎn)的電樞。用來固定主磁極、換向磁極和端蓋等，它是電機(jī)磁路的一部分。電刷數(shù)一般等于主磁極數(shù)，各同極性的電刷經(jīng)軟線匯在一起，再引到接線盒內(nèi)的接線板上，作為電樞繞組的引出端。電刷裝置：電刷裝置主要由用碳一石墨制成導(dǎo)電塊的電刷、加壓彈簧和刷盒等組成。于是使轉(zhuǎn)到中性面內(nèi)進(jìn)行電流換向的繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使得電刷與換向器之間產(chǎn)生較大的火花。換向磁極的作用是產(chǎn)生附加磁場(chǎng)，改善電機(jī)的換向，減小電刷與換向器之間的火花，不致使換向器燒壞。換向磁極：在兩個(gè)相鄰的主磁極之間中性面內(nèi)有一個(gè)小磁極，這就是換向磁極。極掌的作用是使空氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度分布最為合適。極心上套有勵(lì)磁繞組，各主磁極上的繞組一般都是串聯(lián)的。圖 。從電機(jī)的基本工作原理知道，電機(jī)的磁極和電樞之間必須有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此，任何電機(jī)都有固定不動(dòng)的定子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子兩部分組成，在這兩部分之間的間隙叫空氣隙。其次是機(jī)械方面的要求：電機(jī)能傳遞一定的轉(zhuǎn)矩，保持機(jī)械上的堅(jiān)固穩(wěn)定。電機(jī)的結(jié)構(gòu)是由以下幾方面的要求來確定的。 直流電機(jī)結(jié)構(gòu)我們討論電機(jī)及其它電器的結(jié)構(gòu)，目的在于了解它們各主要部件的名稱、作用、相互組裝及動(dòng)作關(guān)系。當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸上的機(jī)械負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、反電動(dòng)勢(shì)、電流及電磁轉(zhuǎn)矩將自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)負(fù)載的變化，保持新的平衡。電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，它使電樞轉(zhuǎn)動(dòng)。發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩者的電磁轉(zhuǎn)矩 T的作用是不同的。而 Ea是反電
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