PWM-电动机系统的优势与直流调速系统分析

"《工厂供电》课后答案分享" 这篇内容摘自《工厂供电》的课后习题解答，主要涉及的是电力电子技术在工厂供电系统中的应用，特别是直流调速系统的闭环控制部分。 首先，内容提及了PWM—电动机系统对比晶闸管—电动机系统的优势。PWM（脉宽调制）技术使得电动机控制系统在多个方面具有更高的性能。 PWM系统具有简单的主电路设计，需要的功率器件数量较少。由于开关频率高，电流波形更连续，谐波含量低，导致电机的损耗和发热减少，从而提高了能效。此外，PWM系统在低速时表现优异，具有高精度的稳速和宽广的调速范围（可达到约1:10000）。与快速响应电动机结合使用时，系统的动态响应速度快，抗干扰能力强，且功率开关器件工作在开关状态，损耗小，装置效率高。不控整流的直流电源可以提高电网功率因数，优于相控整流器。 接着，内容分析了有制动通路的不可逆PWM变换器在制动过程中的工作原理。在需要减速时，通过调整控制电压改变电枢电压的平均值，使电动机进入制动状态。此时，电流反向，VT2导通，形成能耗制动，而VT1则关断，以防止电流反向回馈至电源。在轻载电动状态，VT1会提前导通，产生局部时间的制动效果。 然后，内容介绍了调速范围和静差率的概念。调速范围是电动机最高转速与最低转速的比率，表示了系统能够提供的速度变化范围。静差率则是指在额定负载下，系统在最高和最低速度时的速度误差与额定速度的比率。调速范围、静差速降和最小静差率之间的关系表明，一个系统的调速范围越大，能够在保持一定静差率的同时提供更广泛的速度选择。因此，如果脱离了调速范围讨论静差率，问题就会变得相对简单，因为可以在有限的速度范围内更容易地实现设定的静差率要求。 这段内容涵盖了工厂供电系统中直流调速的高级控制策略，包括PWM技术的优点以及动态制动的工作机制，并对调速系统的关键性能指标进行了定义和解释。这些知识点对于理解和优化工厂供电系统，尤其是涉及电动机控制的部分，具有重要的理论与实践价值。