脈寬調速系統(tǒng)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(jié)能效果顯著,最初應用于直流電力機車,目前在中、小容量的調速系統(tǒng)中已得到廣泛的應用。
與“晶閘管--直流電動機”系統(tǒng)相比,直流脈寬調速系統(tǒng)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)、全控電力晶體管等電子器件,主電路簡單,所需功率元件少;且主電路工作在開關狀態(tài),損耗少、效率高。
2)開關頻率高、電流連續(xù)、諧波成分低、電動機損耗小。
3)系統(tǒng)頻帶寬,快速性好、動態(tài)抗干擾能力強。
4)系統(tǒng)低速性能好、調速范圍寬、穩(wěn)態(tài)精度高。
直流脈寬調速系統(tǒng)的靜、動態(tài)特性分析方法和晶閘管相位控制的直流調速系統(tǒng)基本相同,區(qū)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(tǒng)不同,直流脈寬調速系統(tǒng)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(tǒng)少、線路簡單、系統(tǒng)功率因數(shù)好、脈寬調制頻率高(達2khz~3khz)、系統(tǒng)反應快、電機低速運轉平穩(wěn)、調速范圍寬等優(yōu)點。
1. pwm直流不可逆調速系統(tǒng)
圖5-51為pwm直流不可逆調速系統(tǒng)原理圖,圖中asr為轉速調節(jié)器,acr為電流調節(jié)器,gt為三角波發(fā)生器,gp為脈沖發(fā)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(shù)據(jù)如表所示。
表 pwm直流不可逆調速裝置技術參數(shù)
型號規(guī)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(fā)電機反饋)
1kw~10kw
2. pwm直流可逆調速系統(tǒng)