邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計

1、 邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計CHENGNAN COLLEGE OF CUST課程設(shè)計（論文）題目：邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名： 吳艷蘭學(xué) 號： 201197250104班 級: 1101班專 業(yè)： D自動化（工業(yè)自動化）指導(dǎo)教師： 李益華 吳軍2014年7月邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名： 吳艷蘭學(xué) 號： 201197250104班 級： 1101班所在院(系): 電氣與信息工程系指導(dǎo)教師： 李益華 吳軍 完成日期: 2014年7月11日邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計摘要直流電動機具有良好的起制動性能，易于廣泛范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在需要高性能可控電力拖動的領(lǐng)域中得到廣泛

2、的應(yīng)用。直流拖動控制系統(tǒng)在理論上和實踐上都比較成熟，而且從反饋閉環(huán)控制角度來看，它又是交流拖動控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，所以首先應(yīng)該掌握好直流系統(tǒng)。在許多生產(chǎn)機械中，常要求電動機既能正反轉(zhuǎn)，又能快速制動，需要四象限運行的特性，此時必須采用可調(diào)速系統(tǒng)。本文著重介紹“邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)”。邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)省去了環(huán)流電抗器，沒有了附加的環(huán)流損耗，節(jié)省變壓器和晶閘管裝置的附加設(shè)備容量。和有環(huán)流系統(tǒng)相比，因換流失敗造成的事故率大為降低。 關(guān)鍵詞：無環(huán)流；可逆直流調(diào)速系統(tǒng)；邏輯控制器 目 錄1 緒論 41.1設(shè)計的目的和意義 41.2設(shè)計要求 42 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案的選擇 53 主回路的選擇 63.1

3、 主電路形式的選擇與論證 63.2 交流 電源的選擇（單相或三相） 73.3 晶閘管元件的計算與選擇 73.4 晶閘管保護措施的電路設(shè)計與計算 73.5 平波電抗器的計算與選擇 83.6 測速機的選擇與可變電位器的選擇與計算 103.7 電機勵磁回路設(shè)計 104 觸發(fā)器的設(shè)計和同步相位的配合 114.1 觸發(fā)電路的設(shè)計與選擇 114.2 同步相位的配合 125 輔助電路設(shè)計 135.1 高精度給定電源的設(shè)計 135.2 其他輔助電路設(shè)計 135.2.1 轉(zhuǎn)矩極性鑒別(DPT) 135.2.2 零電平檢測(DPZ) 145.2.3 邏輯控制(DLC) 145.2.4 電流反饋與過流保護(FBC+

4、FA) 165.2.5 轉(zhuǎn)速變換(FBS) 175.2.6 反號器(AR) 176 電流環(huán)設(shè)計 196.1 調(diào)節(jié)器參數(shù)計算 196.2 調(diào)節(jié)器實現(xiàn) 197 轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計 227.1 調(diào)節(jié)器參數(shù)計算 227.2 調(diào)節(jié)器實現(xiàn) 228 系統(tǒng)原理框圖 25課程設(shè)計總結(jié) 26參考文獻 271 緒論1.1設(shè)計的目的和意義(1)了解、熟悉邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的原理和組成。(2)掌握各控制單元的原理、作用及調(diào)試方法。 (3)掌握邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟和方法。(4)了解邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性。1.2設(shè)計要求穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調(diào)量5%，空載起動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量10

5、%。電流調(diào)節(jié)器已按典型I型系統(tǒng)設(shè)計,并取參數(shù)KT=0.5。（1）選擇轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu),并計算其參數(shù)。（2）計算電流環(huán)的截止頻率和轉(zhuǎn)速環(huán)的截止頻率，并考慮它們是否合理?(3)根據(jù)題目的技術(shù)要求，分析論證并確定主電路的結(jié)構(gòu)型式和閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成，畫出系統(tǒng)組成的原理框圖 (4) 根據(jù)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖, 分析邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)起、制動的過程；(5) 匯出動態(tài)波形，說明在每個階段中ASR、ACR各起什么作用，VF和VR各處什么狀態(tài)；(6) 繪制雙閉環(huán)直流調(diào)速邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的電氣原理總圖； 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案的選擇2.1選擇變壓調(diào)速對于要求在一定范圍內(nèi)無級平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，以調(diào)節(jié)電樞

6、供電電壓的方式為最好。改變電阻只能有級調(diào)速；減弱磁通雖然能夠平滑調(diào)速，但調(diào)速范圍不大，往往只能配合調(diào)壓方案，在基速（即電動機額定轉(zhuǎn)速）以上作小范圍的升速。因此，自動控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以變壓調(diào)速為主。2.2選擇雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)速負反饋和PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高，例如要求快速起制動，突加負載動態(tài)速降小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足要求。這主要是因為在單閉環(huán)系統(tǒng)中不能完全按照需要來控制動態(tài)過程的電流或轉(zhuǎn)矩。在單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，只有電流截止負反饋環(huán)節(jié)是專門用來控制電流的，但它只是在超過臨界電流Idcr值以后，靠強烈的負反饋作用

7、限制電流的沖擊，并不能很理想地控制電流的動態(tài)波形。電流從最大值降低下來以后，電機轉(zhuǎn)矩也隨之減小，因而加速工程必然拖長。綜上所訴，選擇雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)能得到較好系統(tǒng)性能，以滿足要求。3 主回路的選擇3.1主電路形式的選擇與論證邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的主電路如圖3.1所示圖3.1邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的主電路本方案的主回路由正橋及反橋反向并聯(lián)組成，并通過邏輯控制來控制正橋和反橋的工作與關(guān)閉，并保證在同一時刻只有一組橋路工作,另一組橋路不工作，這樣就沒有環(huán)流產(chǎn)生。由于沒有環(huán)流,主回路不需要再設(shè)置平衡電抗器，但為了限制整流電壓幅值的脈動和盡量使整流電流連續(xù)，仍然保留了平波電抗器。正向啟動時，給定

8、電壓Ug為正電壓，“邏輯控制”的輸出端Ulf為“0”態(tài)，Ulr為“1”態(tài)，即正橋觸發(fā)脈沖開通，反橋觸發(fā)脈沖封鎖，主回路“正橋三相全控整流”工作，電機正向運轉(zhuǎn)。當Ug反向，整流裝置進入本橋逆變狀態(tài)，而Ulf、Ulr不變，當主回路電流減小并過零后，Ulf、Ulr 輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換，Ulf為“1”態(tài)， Ulr為“0”態(tài)，即進入它橋制動狀態(tài)，使電機降速至設(shè)定的轉(zhuǎn)速后再切換成反向電動運行;當Ug=0時，則電機停轉(zhuǎn)。反向運行時，Ulf為“1”態(tài)，Ulr為“0”態(tài)，主電路“反橋三相全控整流”工作?！斑壿嬁刂啤钡妮敵鋈Q于電機的運行狀態(tài)，正向運轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)制動本橋逆變及反轉(zhuǎn)制動它橋逆變狀態(tài)，Ulf為“0”態(tài)，Ulr為

9、“1”態(tài)，保證了正橋工作，反橋封鎖；反向運轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)制動本橋逆變，正轉(zhuǎn)制動它橋逆變階段，則Ulf為“1”態(tài)，Ulr為“0”態(tài)，正橋被封鎖，反橋觸發(fā)工作。由于“邏輯控制”的作用，在邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)中保證了任何情況下兩整流橋不會同時觸發(fā)，一組觸發(fā)工作時，另一組被封鎖，因此系統(tǒng)工作過程中既無直流環(huán)流也無脈動環(huán)流。3.2交流電源的選擇交流電源選擇三相電路，一次側(cè)相電壓為U1=220V為了得到零線，變壓器二次側(cè)必須接成星形，而一次側(cè)接成三角形，避免3次諧波流入電網(wǎng)。在進行變壓器計算之前，應(yīng)該確定負載要求的直流電壓和電流，確定變流設(shè)備的主電路接線形式和電網(wǎng)電壓。先選擇其次級電壓有效值U2，U2數(shù)值的選擇不

10、可過高和過低，如果U2過高會使得設(shè)備運行中為保證輸出電流電壓符合要求而導(dǎo)致控制角過大，使功率因數(shù)變小。如果U2過低又會在運行中出現(xiàn)當=min時仍然得不到負載要求的直流電壓的現(xiàn)象。通常次級電壓，初級和次級電流根據(jù)設(shè)備的容量，主接線結(jié)構(gòu)和工作方式來定。由于有些主接線形式次級電流中含有直流成分，有的又不存在，所以變壓器容量的計算要根據(jù)具體情況來定。3.3晶閘管元件的計算與選擇晶閘管參數(shù)計算：對于三相橋式整流電路，晶閘管電流的有效值為： (3-1)則晶閘管的額定電流為： (3-2) 取1.52倍的安全裕量， 由于電流連續(xù)，因此晶閘管最大正反向峰值電壓均為變壓器二次線電壓峰值，即： (3-3) 取23倍

11、的安全裕量，3.4晶閘管保護措施的電路設(shè)計圖3.2 RC保護電路晶閘管有一個重要特性參數(shù)斷態(tài)電壓臨界上升率dlv/dlt。它表明晶閘管在額定結(jié)溫和門極斷路條件下，使晶閘管從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)的最低電壓上升率。若電壓上升率過大，超過了晶閘管的電壓上升率的值，則會在無門極信號的情況下開通。即使此時加于晶閘管的正向電壓低于其陽極峰值電壓，也可能發(fā)生這種情況。因為晶閘管可以看作是由三個PN結(jié)組成。在晶閘管處于阻斷狀態(tài)下，因各層相距很近，其J2結(jié)結(jié)面相當于一個電容C0。當晶閘管陽極電壓變化時，便會有充電電流流過電容C0，并通過J3結(jié)，這個電流起了門極觸發(fā)電流作用。如果晶閘管在關(guān)斷時，陽極電壓上升速度太快，則C

12、0的充電電流越大，就有可能造成門極在沒有觸發(fā)信號的情況下，晶閘管誤導(dǎo)通現(xiàn)象，即常說的硬開通，這是不允許的。因此，對加到晶閘管上的陽極電壓上升率應(yīng)有一定的限制。為了限制電路電壓上升率過大，確保晶閘管安全運行，常在晶閘管兩端并聯(lián)RC阻容吸收網(wǎng)絡(luò)，利用電容兩端電壓不能突變的特性來限制電壓上升率。因為電路總是存在電感的(變壓器漏感或負載電感)，所以與電容C串聯(lián)電阻R可起阻尼作用，它可以防止R、L、C電路在過渡過程中，因振蕩在電容器兩端出現(xiàn)的過電壓損壞晶閘管。同時，避免電容器通過晶閘管放電電流過大，造成過電流而損壞晶閘管。由于晶閘管過流過壓能力很差，如果不采取可靠的保護措施是不能正常工作的。RC阻容吸收

13、網(wǎng)絡(luò)就是常用的保護方法之一。3.5平波電抗器的計算與選擇在使用晶閘管整流裝置供電時，其供電電壓和電流中，含有各種諧波成份。當觸發(fā)角增大，負載電流減小到一定程度時，還會產(chǎn)生電流斷續(xù)現(xiàn)象，造成對變流器特性的不利影響。當負載為直流電動機時，由于電流斷續(xù)和直流電動機的脈動，會使晶閘管導(dǎo)通角減小，整流器等效內(nèi)阻增大，電動機的機械特性變軟，換相條件惡化，并且增加電動機的損耗。因此，除在設(shè)計變流裝置時要適當增大晶閘管和二極管的容量，選擇適于變流器供電的特殊系列的直流電動機外，通常還采用在直流電路內(nèi)串接平波電抗器，以限制電流的脈動分量，維持電流連續(xù)。若要求變流器在某一最小輸出電流時仍能維持電流連續(xù)，則電抗器的

14、電感按下式計算： (3-4) 式中為交流測電源相電壓有效值；為要求連續(xù)的最小負載電流平均值。與整流主電路形式有關(guān)的計算系數(shù)， 對于不同控制角，所需的電感量為 (3-5)本設(shè)計中的參數(shù)為：，, ，臨界值。將以上所述參數(shù)代入可計算出本設(shè)計所需的臨界電感參數(shù)值為整流變壓器漏電感折算到次級繞組每相的漏電感按下式計算： (3-6)式中與整流主電路形式有關(guān)的系數(shù)，本設(shè)計，。將以上所需參數(shù)代入式可計算出漏電感的值，即綜上所述，根據(jù)直流電動機的電樞電感為，可得使輸出電流連續(xù)的臨界電感量 (3-7)電抗器要選的值應(yīng)比大，故選10mH的電感作為平波電抗器。3.6測速機的選擇與可變電位器的選擇與計算直流測速機的額定

15、數(shù)據(jù)分別為10W，10V，0.2A，1900轉(zhuǎn)/分;可變電位器的選擇：考慮測速發(fā)電機輸出最高電壓時，其電流約為額定20%，這樣，測速機電樞壓降對檢測信號的線性度影響較小，于是 (3-8)其中 此時所消耗的功率為： (3-9)為了使電位器溫度不要很高，實選瓦數(shù)應(yīng)為消耗功率的一倍以上。故選擇RP2為1W，的可調(diào)電位器3.7 電動機勵磁回路設(shè)計直流電動機的勵磁方式是指對勵磁繞組如何供電、產(chǎn)生勵磁磁通勢而建立主磁場的問題。根據(jù)勵磁方式的不同，直流電動機可分為下列幾種類型。他勵直流電動機；并勵直流電動機；串勵直流電動機；復(fù)勵直流電動機。本設(shè)計采用他勵形式給電動機勵磁。將線路電壓經(jīng)過變壓器和整流二極管變成

16、220V的直流電壓，給電動機勵磁。4 觸發(fā)器的設(shè)計和同步相位的配合4.1觸發(fā)電路的設(shè)計與選擇正弦波同步移相觸發(fā)電路正弦波同步移相觸發(fā)電路由同步移相、脈沖放大等環(huán)節(jié)組成，其原理如圖4.1所示。同步信號由同步變壓器副邊提供，三極管V1左邊部分為同步移相環(huán)節(jié)，在V1的基極綜合了同步信號電壓UT、偏移電壓Ub及控制電壓Uct（RP1電位器調(diào)節(jié)Uct，RP2調(diào)節(jié)Ub）。調(diào)節(jié)RP1及RP2均可改變V1三極管的翻轉(zhuǎn)時刻，從而控制觸發(fā)角的位置。脈沖形成整形環(huán)節(jié)是一分立元件的集基耦合單穩(wěn)態(tài)脈沖電路，V2的集電極耦合到V3的基極，V3的集電極通過C4、RP3耦合到V2的基極。當V1未導(dǎo)通時，R6供給V2足夠的基極

17、電流使之飽和導(dǎo)通，V3截止。電源電壓通過R9、T1、VD6、V2對C4充電至15V左右，極性為左負右正。圖4.1 正弦波同步移相觸發(fā)電路原理圖當V1導(dǎo)通的時候，V1的集電極從高電位翻轉(zhuǎn)為低電位，V2截止，V3導(dǎo)通，脈沖變壓器輸出脈沖。由于設(shè)置了C4、RP3阻容正反饋電路，使V3加速導(dǎo)通，提高輸出脈沖的前沿陡度。同時V3導(dǎo)通經(jīng)正反饋耦合，V2的基極保持低電壓，V2維持截止狀態(tài)，電容通過RP3、V3放電到零，再反向充電，當V2的基極升到0.7V后，V2從截止變?yōu)閷?dǎo)通，V3從導(dǎo)通變?yōu)榻刂?。V2的基極電位上升0.7V的時間由其充放電時間常數(shù)所決定，改變RP3的阻值就改變了其時間常數(shù)，也就改變了輸出脈沖

18、的寬度。4.2同步相位的配合晶閘管控制角表4-1 晶閘管控制角與觸發(fā)電壓的關(guān)系5 輔助電路設(shè)計5.1高精度給定電源的設(shè)計給定的原理圖如圖5.1所示。圖5.1 電壓給定原理圖電壓給定由兩個電位器RP1、RP2及兩個鈕子開關(guān)S1、S2組成。S1為正、負極性切換開關(guān)，輸出的正、負電壓的大小分別由RP1、RP2來調(diào)節(jié)，其輸出電壓范圍為0士l5V，S2為輸出控制開關(guān)，打到“運行”側(cè)，允許電壓輸出，打到“停止”側(cè)，則輸出恒為零。5.2 其它輔助電路設(shè)計5.2.1 轉(zhuǎn)矩極性鑒別(DPT)轉(zhuǎn)矩極性鑒別為一電平檢測器，用于檢測控制系統(tǒng)中轉(zhuǎn)矩極性的變化。它是一個由比較器組成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可將控制系統(tǒng)中連續(xù)變化的電

19、平信號轉(zhuǎn)換成邏輯運算所需的“0”、“1”電平信號。其原理圖如圖5.2所示。轉(zhuǎn)矩極性鑒別器的輸入輸出特性如圖5.4a所示，具有繼電特性。調(diào)節(jié)運放同相輸入端電位器RP1可以改變繼電特性相對于零點的位置。繼電特性的回環(huán)寬度為: (5-1)式中，K1為正反饋系數(shù)，K1越大，則正反饋越強，回環(huán)寬度就越??；Usr2和Usr1分別為輸出由正翻轉(zhuǎn)到負及由負翻轉(zhuǎn)到正所需的最小輸入電壓； Uscm1和Uscm2分別為反向和正向輸出電壓。邏輯控制系統(tǒng)中的電平檢測環(huán)寬一般取0.20.6V，環(huán)寬大時能提高系統(tǒng)抗干擾能力，但環(huán)太寬時會使系統(tǒng)動作遲鈍。圖5.2轉(zhuǎn)矩極性鑒別原理圖 圖5.3零電平檢測器原理5.2.2 零電平檢

20、測(DPZ)零電平檢測器也是一個電平檢測器，其工作原理與轉(zhuǎn)矩極性鑒別器相同，在控制系統(tǒng)中進行零電流檢測，當輸出主電路的電流接近零時，電平檢測器檢測到電流反饋的電壓值也接近零，輸出高電平。其原理圖和輸入輸出特性分別如圖5.3和圖5.4b所示。 (a)轉(zhuǎn)矩極性檢測 (b)零電平檢測圖5.4 轉(zhuǎn)矩極性鑒別及零電平檢測輸入輸出特性5.2.3 邏輯控制(DLC)邏輯控制用于邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)，其作用是對轉(zhuǎn)矩極性和主回路零電平信號進行邏輯運算，切換加于正橋或反橋晶閘管整流裝置上的觸發(fā)脈沖，以實現(xiàn)系統(tǒng)的無環(huán)流運行。其原理圖如圖5.5所示。其主要由邏輯判斷電路、延時電路、邏輯保護電路、推b電路和功放電

21、路等環(huán)節(jié)組成。圖5.5邏輯控制器原理圖(1)邏輯判斷環(huán)節(jié)邏輯判斷環(huán)節(jié)的任務(wù)是根據(jù)轉(zhuǎn)矩極性鑒別和零電平檢測的輸出UM和UI狀態(tài)，正確地判斷晶閘管的觸發(fā)脈沖是否需要進行切換(由UM是否變換狀態(tài)決定)及切換條件是否具備(由UI 是否從“0”變“1”決定)。即當UM變號后，零電平檢測到主電路電流過零(UI =“1”)時，邏輯判斷電路立即翻轉(zhuǎn)，同時應(yīng)保證在任何時刻邏輯判斷電路的輸出UZ和UF狀態(tài)必須相反。(2)延時環(huán)節(jié)要使正、反兩組整流裝置安全、可靠地切換工作，必須在邏輯無環(huán)流系統(tǒng)中的邏輯判斷電路發(fā)出切換指令UZ或UF 后，經(jīng)關(guān)斷等待時間t1（約3ms）和觸發(fā)等待時間t2(約lOms)之后才能執(zhí)行切換指

22、令，故設(shè)置相應(yīng)的延時電路，延時電路中的VD1、VD2、C1、C2起t1的延時作用，VD3、VD4、C3、C4起t2的延時作用。 (3)邏輯保護環(huán)節(jié)邏輯保護環(huán)節(jié)也稱為“多一”保護環(huán)節(jié)。當邏輯電路發(fā)生故障時，UZ、UF的輸出同時為“1”狀態(tài)，邏輯控制器的兩個輸出端Ulf和Ulr全為“0”狀態(tài)，造成兩組整流裝置同時開放，引起短路和環(huán)流事故。加入邏輯保護環(huán)節(jié)后。當UZ、UF全為“1”狀態(tài)時，使邏輯保護環(huán)節(jié)輸出A點電位變?yōu)椤?”，使Ulf和Ulr 都為高電平，兩組觸發(fā)脈沖同時封鎖，避免產(chǎn)生短路和環(huán)流事故。(4)推環(huán)節(jié)在正、反橋切換時，邏輯控制器中的G8輸出“1”狀態(tài)信號，將此信號送入調(diào)節(jié)器II的輸入端作

23、為脈沖后移推信號，從而可避免切換時電流的沖擊。(5)功放電路由于與非門輸出功率有限，為了可靠的推動Ulf、Ulr,故增加了V3、V4組成的功率放大級。5.2.4 電流反饋與過流保護(FBC+FA)(1)電流反饋與過流保護單元的輸入端TA1、TA2、TA3，來自電流互感器的輸出端，反映負載電流大小的電壓信號經(jīng)三相橋式整流電路整流后加至RP1、RP2、及R1、R2、VD7組成的3條支路上，其中:R2與VD7并聯(lián)后再與R1串聯(lián)，在VD7的陽極取零電流檢測信號從“1”端輸出，供零電平檢測用。當電流反饋的電壓比較低的時候，“1”端的輸出由R1、R2分壓所得，VD7處于截止狀態(tài)。當電流反饋的電壓升高的時候

24、，“1”端的輸出也隨著升高，當輸出電壓接近0.6V左右時，VD7導(dǎo)通，使“1”端輸出始終鉗位在0.6V左右。將RP1的滑動抽頭端輸出作為電流反饋信號，從“2”端輸出，電流反饋系數(shù)由RP1進行調(diào)節(jié)。RP2的滑動觸頭與過流保護電路相連，調(diào)節(jié)RP2可調(diào)節(jié)過流動作電流的大小。圖5.6 電流反饋與過流保護原理圖(2)當電路開始工作時，由于V2的基極有電容C2的存在，V3必定比V2要先導(dǎo)通，V3的集電極低電位，V4截止，同時通過R4、VD8將V2基極電位拉低，保證V2一直處于截止狀態(tài)。(3)當主電路電流超過某一數(shù)值后，RP2上取得的過流電壓信號超過穩(wěn)壓管V1的穩(wěn)壓值，擊穿穩(wěn)壓管，使三極管V2導(dǎo)通，從而V3

25、截止，V4導(dǎo)通使繼電器K動作。(4)過流的同時，V3由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，在集電極產(chǎn)生一個高電平信號從“3”端輸出，作為推信號供電流調(diào)節(jié)器（調(diào)節(jié)器II）使用。(5)當過流動作后，電源通過SB、R4、VD8及C2維持V2導(dǎo)通，V3截止、V4導(dǎo)通、繼電器保持吸合，持續(xù)告警。SB為解除過流記憶的復(fù)位按鈕，當過流故障排除后，則須按下SB以解除記憶，告警電路才能恢復(fù)。當按下SB按紐后，V2基極失電進入截止狀態(tài)，V3導(dǎo)通、V4截止，電路恢復(fù)正常。5.2.5 轉(zhuǎn)速變換(FBS)轉(zhuǎn)速變換用于有轉(zhuǎn)速反饋的調(diào)速系統(tǒng)中，反映轉(zhuǎn)速變化并把與轉(zhuǎn)速成正比的電壓信號變換成適用于控制單元的電壓信號。圖5.7為其原理圖：圖5.7 轉(zhuǎn)

26、速變換原理圖使用時，將DD03-3(或DD03-2等)導(dǎo)軌上的電壓輸出端接至轉(zhuǎn)速變換的輸入端“1”和“2”。輸入電壓經(jīng)R1和RP1分壓，調(diào)節(jié)電位器RP1可改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)。5.2.6 反號器(AR)反號器由運算放大器及相關(guān)電阻組成，用于調(diào)速系統(tǒng)中信號需要倒相的場合，如圖5.8所示。 圖5.8反號器原理圖反號器的輸入信號U1由運算放大器的反相輸入端輸入，故輸出電壓U2為： （5-2）調(diào)節(jié)電位器RP1的滑動觸點，改變RP1的阻值，使RP1+R3=R1，則輸入與輸出成倒相關(guān)系。電位器RP1裝在面板上，調(diào)零電位器RP2裝在內(nèi)部線路板上（在出廠前我們已經(jīng)將運放調(diào)零，用戶不需調(diào)零）。6電流環(huán)設(shè)計穩(wěn)態(tài)無靜差

27、，電流超調(diào)量，空載起動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量。電流調(diào)節(jié)器已按典型I型系統(tǒng)設(shè)計,并取參數(shù)KT=0.5。已知電動機參數(shù)為：PN =500kW，UN =750V，IN =760A，nN=375 r/min，電動勢系數(shù)Ce =1.82Vmin/r, 電樞回路總電阻R=0.14,允許電流過載倍數(shù)=1.5,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)Ks=75,電磁時間常數(shù)=0.031s,機電時間常數(shù)=0.112s,電流反饋濾波時間常數(shù)=0.002s,轉(zhuǎn)速反饋濾波時間常數(shù)=0.02s。設(shè)調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓Unm*=Uim*= Unm =10V,調(diào)節(jié)器輸入電阻R0=40k。6.1調(diào)節(jié)器參數(shù)計算（1）、整流裝置滯后時間常數(shù)：三相

28、橋式電路平均失控時間。（2）、電流濾波時間常數(shù)：（3）、電流小時間常數(shù)：按小時間常數(shù)近似處理：6.2調(diào)節(jié)器實現(xiàn)采用含給定濾波和反饋濾波的模擬式PI型電流調(diào)節(jié)器，其原理圖如圖6.1所示。圖中為電流給定電壓，為電流負反饋電壓，調(diào)節(jié)器的輸出就是電力電子變換器的控制電壓。圖6.1 PI型電流調(diào)速器根據(jù)設(shè)計要求，并保證穩(wěn)態(tài)電流無差，可按典型型系統(tǒng)設(shè)計電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的，因此可用PI型電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為： （6-1）檢查對電源電壓的抗擾性能： （6-2）電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)：取電流反饋系數(shù)： （6-3）電流環(huán)開環(huán)增益：取，因此 （6-4）于是，ACR的比例系數(shù)為： （6-5）校驗近似條件電流環(huán)截止頻率：晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件：，滿足近似條件。忽略反電動勢變化對電流環(huán)動態(tài)影響的條件：，滿足近似條件。電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件：，滿足近似條件。按所用運算放大器取，各電阻和電容值為：，取 （6-6），取 （6-7），取 （6-8）按照上述參