脈寬調速系統的主電路采用脈沖寬度調制(pwm)式變換器,脈寬調制式變換器是采用脈沖寬度調制的一種斬波器。直流斬波器節能效果顯著,最初應用于直流機車,目前在中、小容量的調速系統中已得到廣泛的應用。
與“晶閘管--直流”系統相比,直流脈寬調速系統具有如下特點:
1)采用絕緣柵雙極性晶體管(igbt)、功率場效應管(p-mosfet)、門極可關斷晶閘管(gto)、全控電力晶體管等器件,主電路簡單,所需功率元件少;且主電路工作在開關狀態,損耗少、效率高。
2)開關頻率高、電流連續、諧波成分低、電動機損耗小。
3)系統頻帶寬,快速性好、動態抗干擾能力強。
4)系統低速性能好、調速范圍寬、穩態精度高。
直流脈寬調速系統的靜、動態特性分析方法和晶閘管相位控制的直流調速系統基本相同,區別僅在于主電路和脈寬調制控制電路。
與前述晶閘管直流調速系統不同,直流脈寬調速系統的脈寬調制放大器常采用電力晶體管(gtr)、功率場效應管(mosfet)、絕緣柵雙極晶體管(igbt)或功率集成芯片等器件替換晶閘管變流器,因而它具有功率元件比晶閘管直流調速系統少、線路簡單、系統功率因數好、脈寬調制頻率高(達2khz~3khz)、系統反應快、電機低速運轉平穩、調速范圍寬等優點。
1. pwm直流不可逆調速系統
圖5-51為pwm直流不可逆調速系統原理圖,圖中asr為轉速調節器,acr為電流調節器,gt為三角波發生器,gp為脈沖發生器,aop為過電流保護單元,bc為電流變換器,bv為速度變換器,其技術數據如表所示。
表 pwm直流不可逆調速裝置技術參數
| 型號規格 | 見各廠樣本 |
| 直流額定電壓 直流額定電流 靜差度 調速范圍 適用電動機功率 | 180v或220v 10a、30a、60a ≤+0.4%(最高速) 1:500(測速發電機反饋) 1kw~10kw |
| 2. pwm直流可逆調速系統 |
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