工學]8直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主要問題-閱讀頁
2025-02-02 18:19本頁面
【正文】 代替上式中的 ,有 ? 因此，電流脈動量的大小隨占空比 的數(shù)值而變化。在電源電壓和開關(guān)頻率一定的情況下，增加電樞回路電感可以抑制電流脈動量。39。轉(zhuǎn)速脈動量 ? 在準穩(wěn)態(tài)運行情況下，轉(zhuǎn)速是周期性變化的，因此 （ 36） （ 37） ? 又由式（ 34）和（ 35）可以得到 （ 38） （ 39） ? 因此積分常數(shù) ，其值為每段速度的初始值和終值，對應(yīng)的速度變化如下圖 )0()( 21 ?? ?ont)0()( 12 ?? ?? ontT111 )()0( Ct on ?? ??222 )()0( CtT on ??? ??21 CC ?轉(zhuǎn)速脈動量 ? 在一個周期內(nèi)，令 和 ，可以得到轉(zhuǎn)速達到最小值和最大值的時間分別為 和 （ 40） （ 41） ? 將上面兩式相減，得到 （ 42） ? 將（ 42）代入 （ 23），得到 （ 43） ont211m i n 8 CtiJCondT ?????2m a x )(8 CtTiJCondT ?????01 ?dtd? 02 ?dtd?)(21 ontT ?TiJC dT ??? 8?Lm TTnTn8)1( 2?? ???轉(zhuǎn)速脈動量 ? 上式表明，當電樞電流近似線形變化時，轉(zhuǎn)速的脈動量正比于電動機的理想空載轉(zhuǎn)速和開關(guān)周期的平方，反比與系統(tǒng)的機電時間常數(shù)和電磁時間常數(shù)。 )(322m a x ??? ?Lm TTnTn佳開關(guān)頻率 ? 從前面的分析，可以得到 PWM變換器的開關(guān)頻率越高，電樞電流的脈動就越小，而且能保證電流連續(xù)，可以有效提高調(diào)速系統(tǒng)低速運行的平穩(wěn)性，減小附加損耗。 電力電子器件的開關(guān)損耗 ? PWM變換器中的電力電子器件并非理想的開關(guān)元件，在其工作時功率損耗包括飽和導通損耗、截止損耗和開關(guān)過程中的動態(tài)損耗。因此開關(guān)動態(tài)損耗是主要的損耗。 ? 開通過程是指集電極電流的上升時間 ，關(guān)斷過程指存儲時間 和電流下降時間 。因此動態(tài)損耗主要指 和 內(nèi)的開關(guān)損耗。 ? 開通過程 ? 關(guān)斷過程 )1(fcscf ttIi ??rcscr ttIi ? 電力電子器件的開關(guān)損耗 ? 對于續(xù)流二極管的電阻 電感性負載，無論電力電子器件集電極電流是增大還是減小，其集電極電壓均為電源電壓 ，因此在一個開關(guān)周期內(nèi)的動態(tài)損耗為： ? 每秒的動態(tài)損耗為 : ? 上式表明 :開關(guān)頻率越高，動態(tài)損耗越大 2/)( frcssdd ttfIUfpP ?????)(21)1(00 frcsstfcsstrcssd ttIUdtttIUdtttIUp rr ?????? ??sU 電力電子器件的開關(guān)損耗 ? 選擇最佳開關(guān)頻率的條件：電樞電流連續(xù)和 PWM變換效率最高 ? 單極式 ? 雙極式 式中 為電動機起動電流（短路電流）與額定電流之比。 3 2 )(frlsop ttT af ??3 2 )(frlsopttTaf??nomstsIIa ?/ / / CA C ~ D C+Us整 流 器斬 波 器C C + 電能回饋與泵升電壓的限制 PWM變換器的直流電源通常由交流電網(wǎng)經(jīng)不可控的二極管整流器產(chǎn)生，并采用大電容 C濾波，以獲得恒定的直流電壓，電容 C同時對感性負載的無功功率起儲能緩沖作用。由于直流電源靠二極管整流器供電，不可能回饋電能，電機制動時只好對濾波電容充電，這將使電容兩端電壓升高，稱作 “ 泵升電壓 ” 。 在大容量或負載有較大慣量的系統(tǒng)中，不可能只靠電容器來限制泵升電壓，這時，可以采用下圖中的鎮(zhèn)流電阻 Rb 來消耗掉部分動能。 ? 泵升電壓限制 ? 泵升電壓限制電路 +UsCRbV Tb過電壓信號 Us Rb VTb C + ? 泵升電壓限制（續(xù)） 對于更大容量的系統(tǒng)，為了提高效率，可以在二極管整流器輸出端并接逆變器，把多余的能量逆變后回饋電網(wǎng)。 PWM系統(tǒng)的優(yōu)越性 –主電路線路簡單，需用的功率器件少； –開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機損耗及發(fā)熱都較??； –低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬； –系統(tǒng)頻帶寬，動態(tài)響應(yīng)快，動態(tài)抗擾能力強； –功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，導通損耗小，當開關(guān)頻率適當時，開關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高； –直流電源采用不控整流時，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器
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