邏輯無(wú)環(huán)流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)主電路和穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)

1、邏輯無(wú)環(huán)流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)主電路和穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì) 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 II 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 摘 要 在可逆調(diào)速系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)最基本的要素就是能改變旋轉(zhuǎn)方向。而要改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，必須改變電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的方向。改變電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的方向有兩種辦法：一種是改變電動(dòng)機(jī)電樞電流的方向，實(shí)際是上是改變電動(dòng)機(jī)電樞電壓的極性，第二種是改變勵(lì)磁磁通的方向。與此對(duì)應(yīng)，V-M系統(tǒng)的可逆線路有兩種方式，電樞反接線路和勵(lì)磁反接可逆線路。對(duì)于大容量的系統(tǒng)，從生產(chǎn)角度出發(fā)，往往采用既沒(méi)有直流平均環(huán)流，又沒(méi)有脈動(dòng)環(huán)流的無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng)，無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng)省去了環(huán)流電抗器，沒(méi)有了附加的環(huán)流損耗，節(jié)省變壓器

2、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。因此， 邏輯無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)在生產(chǎn)中被廣泛運(yùn)用。 在電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)省去了環(huán)流電抗器，沒(méi)有附加的環(huán)流損耗，節(jié)省變壓器和晶閘管的附加設(shè)備容量。所謂邏輯無(wú)環(huán)流系統(tǒng)就是在一組晶閘管工作時(shí)，用邏輯電路封鎖另一組晶閘管的觸發(fā)脈沖，使該組晶閘管完全處于阻斷狀態(tài)，從根本上切斷環(huán)流通路。這種系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速，還能實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)。和有環(huán)流相比，因換流失敗造成的事故率大為降低。 關(guān)鍵詞：邏輯無(wú)環(huán)流 可逆直流調(diào)速系統(tǒng) 邏輯控制器 III 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 目 錄 第一章 邏輯無(wú)環(huán)流可逆

3、直流調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)介 . 1 1.1邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元環(huán)節(jié)介紹 . 1 1.2 邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)工作原理 . 3 1.3 無(wú)環(huán)流邏輯裝置的組成 . 5 1.4 無(wú)環(huán)流邏輯裝置的設(shè)計(jì) . 6 第二章 系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì) . 12 2.1 主電路原理及說(shuō)明 . 12 2.2 主電路參數(shù)設(shè)計(jì) . 12 2.3 保護(hù)電路設(shè)計(jì) . 13 第三章 邏輯控制器的設(shè)計(jì) . 15 3.1 設(shè)計(jì)原理 . 15 3.2 設(shè)計(jì)過(guò)程 . 16 第四章 系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算及測(cè)定 . 19 4.1 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測(cè)定 . 19 4.1.1 電樞回路電阻R的測(cè)定 . 19 4.1.2 主電路電

4、磁時(shí)間常數(shù)的測(cè)定 . 21 4.1.3 電動(dòng)機(jī)電勢(shì)常數(shù)Ce和轉(zhuǎn)矩常數(shù)CM的測(cè)定 . 23 4.1.4 系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間常數(shù)TM的測(cè)定 . 23 4.1.5 測(cè)速發(fā)電機(jī)特性UTG=f(n)的測(cè)定 . 24 4.2 邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)特性測(cè)試 . 25 4.2.1 整流電路檢測(cè) . 26 4.2.2 控制單元調(diào)試 . 27 4.2.3 機(jī)械特性n=f (Id)的測(cè)定 . 28 4.2.4 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)波形的觀察 . 28 總 結(jié) . 29 參考文獻(xiàn) . 30 IV 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 第一章 邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)介 1.1邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元環(huán)節(jié)介紹 1、速度調(diào)節(jié)器（ASR

5、） 速度調(diào)節(jié)器是一個(gè)帶有電壓限幅的P-I調(diào)節(jié)器。它主要有主調(diào)節(jié)器和最大電壓限幅環(huán)節(jié)組成，調(diào)節(jié)器的工作與封鎖由調(diào)節(jié)器釋放環(huán)節(jié)所形成的封鎖信號(hào)所控制。電位器為電壓限幅調(diào)節(jié)。其結(jié)構(gòu)圖下所示： 圖1.1速度調(diào)節(jié)器（ASR） 2、電流調(diào)節(jié)器（ACR） 電流調(diào)節(jié)器主要由絕對(duì)值放大器、比例積分器、積分器并帶有電流反饋信號(hào)形成的電路組成。電位器分別調(diào)整比例器、比例積分器電路的放大倍數(shù)。其結(jié)構(gòu)圖如下圖所示： 1 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 圖1.2電流調(diào)節(jié)器（ACR） 3、無(wú)環(huán)流邏輯控制器(DLC) 在無(wú)環(huán)流控制系統(tǒng)中，反并聯(lián)的兩組整流橋需要根據(jù)所要求的電樞電流極性來(lái)選擇其中一組整流橋運(yùn)行，而另一組整流橋觸發(fā)脈沖是被

6、封鎖的。兩組整流橋的切換是在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩極性需要反向時(shí)由邏輯裝置控制進(jìn)行的。其切換順序可歸納如下： 由于轉(zhuǎn)速給定變化或負(fù)載變動(dòng)，使電動(dòng)機(jī)應(yīng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩極性反向。 由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出反映這一轉(zhuǎn)矩的極性，并由邏輯裝置對(duì)該極性進(jìn)行判斷，然后發(fā)出切換開(kāi)始的指令。 使導(dǎo)通側(cè)的整流橋（例如正組橋）的電流迅速減小到零。 由零電流檢測(cè)器得到零電流信號(hào)后，經(jīng)35ms延時(shí)，確認(rèn)電流實(shí)際值為零，封鎖原導(dǎo)通側(cè)整流橋的觸發(fā)脈沖。 由零電流檢測(cè)器得到零電流信號(hào)后，經(jīng)10ms延時(shí)，確保原導(dǎo)通側(cè)整流橋晶閘管完全阻斷后，開(kāi)放待工作側(cè)整流橋（例如反組橋）的觸發(fā)脈沖。 電樞內(nèi)流過(guò)與切換前反方向的電流，完成切換過(guò)程。 根據(jù)邏輯裝置要完成的

7、任務(wù)，它由電平檢測(cè)、邏輯判斷、延時(shí)電路和聯(lián)鎖保護(hù)電路四個(gè)基本環(huán)節(jié)組成，邏輯裝置的功能和輸入輸出信號(hào)如圖4所示： 2 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 圖1.3無(wú)環(huán)流邏輯控制環(huán)節(jié)DLC 其輸入為電流給定或轉(zhuǎn)矩極性鑒別信號(hào)Ui*和零電流檢測(cè)信號(hào)Ui0，輸出是控制正組晶閘管觸發(fā)脈沖封鎖信號(hào)U1和反組晶閘管觸發(fā)脈沖封鎖信號(hào)U2。 1.2 邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)工作原理 邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)主電路如圖 1.1 所示，兩組橋在任何時(shí)刻只有一組投入工作（另一組關(guān)斷），所以在兩組橋之間就不會(huì)存在環(huán)流。但當(dāng)兩組橋之間需要切換時(shí)，不能簡(jiǎn)單的把原來(lái)工作著的一組橋的觸發(fā)脈沖立即封鎖，而同時(shí)把原來(lái)封鎖著的一組橋立即開(kāi)通，

8、因?yàn)橐呀?jīng)導(dǎo)通晶閘管并不能在觸發(fā)脈沖取消的一瞬間立即被關(guān)斷，必須待晶閘管承受反壓時(shí)才能關(guān)斷。如果對(duì)兩組橋的觸發(fā)脈沖的封鎖和開(kāi)放式同時(shí)進(jìn)行，原先導(dǎo)通的那組橋不能立即關(guān)斷，而原先封鎖著的那組橋已經(jīng)開(kāi)通，出現(xiàn)兩組橋同時(shí)導(dǎo)通的情況，因沒(méi)有環(huán)流電抗器，將會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流，把晶閘管燒毀。為此首先應(yīng)是已導(dǎo)通的的晶閘管斷流，要妥當(dāng)處理主回路中的電感儲(chǔ)存的一部分能量回饋給電網(wǎng)，其余部分消耗在電機(jī)上，直到儲(chǔ)存的能量釋放完，主回路電流變?yōu)榱悖乖чl管恢復(fù)阻斷能力，隨后再開(kāi)通原來(lái)封鎖著的那組橋的晶閘管，使其觸發(fā)導(dǎo)通。 3 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 圖1.4 邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)主電路 圖1.5 邏輯無(wú)環(huán)流可逆調(diào)

9、速系統(tǒng)原理圖 ASR速度調(diào)節(jié)器 ACR1ACR2正反組電流調(diào)節(jié)器 GTF、GTR正反組整流裝置 VF、VR正反組整流橋 DLC無(wú)環(huán)流邏輯控制器 HX推?裝置 TA交流互感器 4 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) TG測(cè)速發(fā)電機(jī) M工作臺(tái)電動(dòng)機(jī) LB電流變換器 AR反號(hào)器 GL過(guò)流保護(hù)環(huán)節(jié) 這種邏輯無(wú)環(huán)流系統(tǒng)有一個(gè)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR，一個(gè)反號(hào)器AR，采用雙電流調(diào)節(jié)器1ACR和2ACR，雙觸發(fā)裝置GTF和GTR結(jié)構(gòu)。主電路采用兩組晶閘管裝置反并聯(lián)線路，由于沒(méi)有環(huán)流，不用再設(shè)置環(huán)流電抗器，但是為了保證穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的電流波形的連續(xù)，仍應(yīng)保留平波電抗器，控制線路采用典型的轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，1ACR用來(lái)調(diào)節(jié)正組橋電流，

10、其輸出控制正組觸發(fā)裝置GTF；2ACR調(diào)節(jié)反組橋電流，其輸出控制反組觸發(fā)裝置GTR，1ACR的給定信號(hào)Ui經(jīng)反號(hào)器AR作為2ACR的給定信號(hào)Ui,這樣可使電流反饋信號(hào)Ui的極性在正反轉(zhuǎn)時(shí)都不必改變，從而可采用不反映極性的電流檢測(cè)器，在邏輯無(wú)環(huán)流系統(tǒng)中設(shè)置的無(wú)環(huán)流邏輯控制器DLC，這是系統(tǒng)中關(guān)鍵部件。它按照系統(tǒng)的工作狀態(tài)，指揮系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)切換，或者允許正組觸發(fā)裝置發(fā)出觸發(fā)脈沖而封鎖反組，或者允許反組觸發(fā)裝置發(fā)出觸發(fā)脈沖而封鎖正組。在任何情況下，決不允許兩組晶閘管同時(shí)開(kāi)放，確保主電路沒(méi)有產(chǎn)生環(huán)流的可能。 ? 1.3 無(wú)環(huán)流邏輯裝置的組成 在無(wú)環(huán)流控制系統(tǒng)中，反并聯(lián)的兩組整流橋需要根據(jù)所要求的電樞電

11、流極性來(lái)選擇其中一組整流橋運(yùn)行，而另一組整流橋觸發(fā)脈沖是被封鎖的。兩組整流橋的切換是在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩極性需要反向時(shí)由邏輯裝置控制進(jìn)行的。其切換順序可歸納如下： 由于轉(zhuǎn)速給定變化或負(fù)載變動(dòng)，使電動(dòng)機(jī)應(yīng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩極性反向。 由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出反映這一轉(zhuǎn)矩的極性，并由邏輯裝置對(duì)該極性進(jìn)行判斷，然后發(fā)出切換開(kāi)始的指令。 使導(dǎo)通側(cè)的整流橋（例如正組橋）的電流迅速減小到零。 由零電流檢測(cè)器得到零電流信號(hào)后，經(jīng)35ms延時(shí)，確認(rèn)電流實(shí)際值為零，封鎖原導(dǎo)通側(cè)整流橋的觸發(fā)脈沖。 由零電流檢測(cè)器得到零電流信號(hào)后，經(jīng)10ms延時(shí)，確保原導(dǎo)通側(cè)整流橋晶閘管完全阻斷后，開(kāi)放待工作側(cè)整流橋（例如反組橋）的觸發(fā)脈沖。 5 沈陽(yáng)理

12、工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 電樞內(nèi)流過(guò)與切換前反方向的電流，完成切換過(guò)程。 根據(jù)邏輯裝置要完成的任務(wù)，它由電平檢測(cè)、邏輯判斷、延時(shí)電路和聯(lián)鎖保護(hù)電路四個(gè)基本環(huán)節(jié)組成，邏輯裝置的功能和輸入輸出信號(hào)如圖1.3所示。 圖1.6 無(wú)環(huán)流邏輯控制環(huán)節(jié)DLC 其輸入為電流給定或轉(zhuǎn)矩極性鑒別信號(hào)Ui*和零電流檢測(cè)信號(hào)Ui0，輸出是控制正組晶閘管觸發(fā)脈沖封鎖信號(hào)U1和反組晶閘管觸發(fā)脈沖封鎖信號(hào)U2。 1.4 無(wú)環(huán)流邏輯裝置的設(shè)計(jì) 電平檢測(cè)器 邏輯裝置的輸入有兩個(gè)：一是反映轉(zhuǎn)矩極性信號(hào)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出Ui*，二是來(lái)自電流檢測(cè)裝置反映零電流信號(hào)的Ui0，他們都是連續(xù)變化的模擬量，而邏輯運(yùn)算電路需要高、低電位兩個(gè)狀態(tài)的數(shù)字量。

13、電平檢測(cè)器的任務(wù)就是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，也就是轉(zhuǎn)換成“0”狀態(tài)（將輸入轉(zhuǎn)換成近似為0V輸出）或“1”狀態(tài)（將輸入轉(zhuǎn)換成近似為?15V輸出）。 采用射極偶合觸發(fā)器作電平檢測(cè)器。為了提高信號(hào)轉(zhuǎn)換的靈敏度，前面還加了一級(jí)差動(dòng)放大和一級(jí)射極跟隨器。其原理圖見(jiàn)圖1.4。 6 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 圖1.7 電平檢測(cè)器原理圖 電平檢測(cè)器的輸入輸出特性如圖5所示，具有回環(huán)特性。由于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出和電流檢測(cè)裝置輸出都具有交流分量，除入口有濾波外，電平檢測(cè)需要具有一定寬度的回環(huán)特性，以防止由于交流分量使邏輯裝置誤動(dòng)作，本系統(tǒng)電平檢測(cè)回環(huán)特性的動(dòng)作電壓Ur1?100mV，釋放電壓Ur2?80mV。調(diào)整回環(huán)的寬

14、度可通過(guò)改變射極偶合觸發(fā)器的集電極電阻實(shí)現(xiàn)。 圖1.8 電平檢測(cè)器輸入輸出特性 轉(zhuǎn)矩極性鑒別器的輸入信號(hào)為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出Ui*，其輸出為UT。電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)Ui*為負(fù)，UT為低電位（“0”態(tài)），反轉(zhuǎn)時(shí)Ui*為正，UT為高電位（“1”態(tài)）。 零電流檢測(cè)器的輸入信號(hào)為電流檢測(cè)裝置的零電流信號(hào)Ui0，其輸出為UI。有電流時(shí)Ui0為正，UI為高電位（“1”態(tài)），無(wú)電流時(shí)Ui0為0，UI為低電位（“0”態(tài)）。 邏輯運(yùn)算 電路的輸入是轉(zhuǎn)速極性鑒別器的輸出UT和零電流檢測(cè)器輸出UI。系統(tǒng)在各種運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，UT和UI有不同的極性狀態(tài)（“0”態(tài)或“1”態(tài)），根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)的要求經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算電路切換其輸出去封鎖脈沖信

15、號(hào)的狀態(tài)（“0”態(tài)或“1”態(tài)），由于采用的是鍺管觸發(fā)器，當(dāng)封鎖信號(hào)為正電位（“1”態(tài)）時(shí)脈沖被封鎖，低電位（“0” 7 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 態(tài)）時(shí)脈沖開(kāi)放。利用邏輯代數(shù)的數(shù)學(xué)工具，可以設(shè)計(jì)出具有一定功能的邏輯運(yùn)算電路。 設(shè)正轉(zhuǎn)時(shí)Ui*為負(fù)，UT為“0”；反轉(zhuǎn)時(shí)Ui*為正，UT為“1”；有電流時(shí)Ui*為正， UI為“1”；無(wú)電流時(shí)Ui*為負(fù)，UI為“0”。 U1代表正組脈沖封鎖信號(hào)，U1為“1”時(shí)脈沖封鎖，U1為“0”時(shí)脈沖開(kāi)放。 U2代表反組脈沖封鎖信號(hào)，U2為“1”時(shí)脈沖封鎖，U2為“0”時(shí)脈沖開(kāi)放。 UT、UI、U1、U2表示“1”，UT、UI、U1、U2表示“0”。 按系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，可

16、列出各量要求的狀態(tài)，如表1.1所示，并根據(jù)封鎖條件列出邏輯代數(shù)式。 表1.1 邏輯判斷電路各量要求的狀態(tài) 根據(jù)正組封鎖條件： U1?UTUIU2?UTUIU2?UTUIU2 （1-1） 根據(jù)反組封鎖條件： U2?UTUIU1?UTUIU1?UTUIU1 （1-2） 邏輯運(yùn)算電路采用分立元件，用或非門電路較簡(jiǎn)單，故將上述（1-1）式和（1-2）式最小化，最后化成或非門的形式。 U1?UTUIU2?UTUIU2?UTUIU2 ?UTU2?UTUIU2?U2(UT?UTUI) ?U2(UT?UI)?U2?(UT?UI) （1-3） U2?UTUIU1?UTUIU1?UTUIU1 8 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程

17、設(shè)計(jì) ?UTU1?UTUIU1?U1(UT?UTUI) ?U1(UT?UI) ?U1?(UI?UT) （1-4） 根據(jù)（1-3）、（1-4）式可畫得邏輯運(yùn)算電路，如圖1.6所示，它由四個(gè)或非門電路組成。依靠它來(lái)保證兩組整流橋的互鎖，并自動(dòng)實(shí)現(xiàn)零電流時(shí)相互切換?，F(xiàn)舉例說(shuō)明其切換過(guò)程，例如，整流裝置原來(lái)正組工作，這時(shí)邏輯電路各點(diǎn)狀態(tài)如圖1.6中“1”、“0”所示。 圖1.9 邏輯運(yùn)算電路 圖1.10 或非門電路 UT由現(xiàn)在要求整流裝置從正組切換到反組，首先是轉(zhuǎn)矩極性信號(hào)改變極性， “0”變到“1”，在正組電流未衰減到0以前，邏輯電路的輸出仍維持原狀（U1為“0”，正組開(kāi)放。U2為“1”，反組封鎖）

18、。只有當(dāng)正組電流衰減到零，零電流檢測(cè)器的狀態(tài)改變后，邏輯電路輸出才改變狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)零電流切換，這是邏輯電路各點(diǎn)狀態(tài)如圖1.6所示?；蚍情T電路如圖1.7所示。 延時(shí)電路 前面的邏輯運(yùn)算電路保證零電流切換，但僅僅采用零電流切換是不夠的。因?yàn)榱汶娏鳈z測(cè)裝置的靈敏度總是有限的，零電流檢測(cè)裝置變成“0”態(tài)的瞬間，不一定原來(lái)開(kāi)放組的晶閘管已經(jīng)斷流。因此必須在切換過(guò)程中設(shè)置兩段延時(shí)即封鎖延時(shí)和開(kāi)放延時(shí)，避免由于正反組整流裝置同時(shí)導(dǎo)通而造成短路。根據(jù)這個(gè)要求， 9 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 邏輯裝置在邏輯電路后面接有延時(shí)電路。 圖1.11 延時(shí)電路 延時(shí)電路如圖1.8所示，其工作原理如下：當(dāng)延時(shí)電路輸入為“0”時(shí)，

19、輸出亦為“0”態(tài)（BG1截止、BG2導(dǎo)通），相應(yīng)的整流橋脈沖開(kāi)放。當(dāng)輸入由“0”變?yōu)椤?”時(shí)，電容C經(jīng)R1充電，經(jīng)一定延時(shí)后，BG1導(dǎo)通，BG2截止，即輸出由“0”延時(shí)變“1”。相應(yīng)的整流橋脈沖延時(shí)封鎖。其延時(shí)時(shí)間由R1C決定，這里整定為3ms。當(dāng)輸入出“1”變“0”時(shí)，電容C的電荷要經(jīng)過(guò)R2和BG1基射極回路放電，經(jīng)一定延時(shí)后，BG1截止，BG2導(dǎo)通，即輸出由“1”延時(shí)變“0”。相應(yīng)的整流橋脈沖延時(shí)開(kāi)放。其延時(shí)時(shí)間由CR2參數(shù)決定，這里整定為10ms，這樣就滿足了“延時(shí)3ms封鎖”、“延時(shí)10ms開(kāi)放”的要求。 邏輯保護(hù) 邏輯電路正常工作時(shí)，兩個(gè)輸出端總是一個(gè)高電位，一個(gè)低電位，確保任何時(shí)候

20、兩組整流一組導(dǎo)通，另一組則封鎖。但是當(dāng)邏輯電路本身發(fā)生故障，一旦兩個(gè)輸出端均出現(xiàn)低電位時(shí)，兩組整流裝置就會(huì)同時(shí)導(dǎo)通而造成短路事故。為了避免這種事故，設(shè)計(jì)有邏輯保護(hù)環(huán)節(jié)，如圖1.9所示。 邏輯保護(hù)環(huán)節(jié)截取了邏輯運(yùn)算電路經(jīng)延時(shí)電路后的兩個(gè)輸入信號(hào)作為一個(gè)或非門的輸入信號(hào)。當(dāng)正常工作時(shí)，兩個(gè)輸入信號(hào)總是一個(gè)是高電位，另一個(gè)是低電位。或非門輸出總是低電位，它不影響脈沖封鎖信號(hào)的正常輸出，但一旦兩個(gè)輸入信號(hào)均為低電位時(shí)，它輸出一個(gè)高電位，同時(shí)加到兩個(gè)觸發(fā)器上，將正反兩組整流裝置的觸發(fā)脈沖全部封鎖了，使系統(tǒng)停止工作，起到可靠的保護(hù)作用。 10 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 圖1.12邏輯保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)圖 由電平檢測(cè)

21、、邏輯運(yùn)算電路、延時(shí)電路、邏輯保護(hù)四部分就構(gòu)成了無(wú)環(huán)流邏輯裝置。其結(jié)構(gòu)如圖1.10所示。 圖1.13 無(wú)環(huán)流邏輯裝置結(jié)構(gòu)圖 11 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 第二章 系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì) 2.1 主電路原理及說(shuō)明 邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的主電路如下圖所示 : 圖2.1 邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)主電路 兩組橋在任何時(shí)刻只有一組投入工作（另一組關(guān)斷），所以在兩組橋之間就不會(huì)存在環(huán)流。但當(dāng)兩組橋之間需要切換時(shí)，不能簡(jiǎn)單的把原來(lái)工作著的一組橋的觸發(fā)脈沖立即封鎖，而同時(shí)把原來(lái)封鎖著的一組橋立即開(kāi)通，因?yàn)橐呀?jīng)導(dǎo)通的晶閘管并不能在觸發(fā)脈沖取消的一瞬間立即被關(guān)斷，必須待晶閘管承受反壓時(shí)才能關(guān)斷。如果對(duì)兩組橋的觸發(fā)脈

22、沖的封鎖和開(kāi)放同時(shí)進(jìn)行，原先導(dǎo)通的那組橋不能立即關(guān)斷，而原先封鎖著的那組橋已經(jīng)開(kāi)通，出現(xiàn)兩組橋同時(shí)導(dǎo)通的情況，因沒(méi)有環(huán)流電抗器，將會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流，把晶閘管燒毀。為此首先應(yīng)是已導(dǎo)通的的晶閘管斷流，要妥當(dāng)處理主回路中的電感儲(chǔ)存的一部分能量回饋給電網(wǎng)，其余部分消耗在電機(jī)上，直到儲(chǔ)存的能量釋放完，主回路電流變?yōu)榱?，使原晶閘管恢復(fù)阻斷能力，隨后再開(kāi)通原來(lái)封鎖著的那組橋的晶閘管，使其觸發(fā)導(dǎo)通。 2.2 主電路參數(shù)設(shè)計(jì) Ud=2.34U2cos? Ud=UN=220V, 取?=0 U2=Ud220?94.0171V 2.34cos02.34 12 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) L?0.693?U20.693?

23、94.0171?592.31mHIdmin0.1?1.1 ?Ud220U12?22?im?7.27VAUc10Idbl1.5?1.1 U2132.8L?0.693?0.693?836.64mHIdmin1.1?10%晶閘管參數(shù)計(jì)算： U2l230U2?132.8V33對(duì)于三相橋式整流電路，晶閘管電流的有效值為： 取L?837mH?0.837H1I?I?Id?0.577Id 2VT由實(shí)驗(yàn)可知R?42.5?所以?i?Tl?0.020S則晶閘管的額定電流為： 由實(shí)驗(yàn)可知：Tm?0.37SIVTI?0.?368Id?)0.368?1.1?A0?.00170.4048AVT).Tm(Tl?Ts)?Ts*

24、Ts(AV0020.0017?0.00171.57K?236 .2TlTs0.02?0.0017IVT(AV)?1A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滿足要求Ks? 峰值電壓均為變壓器二次線電壓峰值，即： UFM?URM?2.45U2?2.45?108.56?266V 取23倍的安全裕量，UVT?600V 2.3 保護(hù)電路設(shè)計(jì) 在主電路變壓器二次側(cè)并聯(lián)電阻和電容構(gòu)成交流側(cè)瞬態(tài)過(guò)電壓保護(hù)及濾波，晶閘管并聯(lián)電阻和電容構(gòu)成關(guān)斷緩沖。 過(guò)電流保護(hù)可以通過(guò)電流互感器檢測(cè)輸入電流的變化，與給定值進(jìn)行比較，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)發(fā)出過(guò)流信號(hào)到邏輯控制器，再由邏輯控制器來(lái)封鎖觸發(fā)脈沖，實(shí)現(xiàn)過(guò)

25、流保護(hù)。過(guò)流保護(hù)電路如下圖所示。 圖2.2 過(guò)流保護(hù)電路 過(guò)壓保護(hù)是在直流電動(dòng)機(jī)的電樞兩端并上電壓取樣電阻，當(dāng)電壓值超過(guò)設(shè)定 13 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 值時(shí)，發(fā)出過(guò)電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換后送到邏輯控制器，由邏輯控制器封鎖觸發(fā)脈沖。 14 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 第三章 邏輯控制器的設(shè)計(jì) 3.1 設(shè)計(jì)原理 無(wú)環(huán)流邏輯控制器的任務(wù)是在正組晶閘管工作時(shí)，則封鎖反組晶閘管，在反組晶閘管工作時(shí)，則封鎖正組晶閘管。采用數(shù)字邏輯電路，使其輸出信號(hào)以0 和1 的數(shù)字信號(hào)形式來(lái)執(zhí)行封鎖與開(kāi)放的作用，為了確保正反組不會(huì)同時(shí)開(kāi)放，應(yīng)使兩者不能同時(shí)為1。系統(tǒng)在反轉(zhuǎn)和正轉(zhuǎn)制動(dòng)時(shí)應(yīng)該開(kāi)放反組晶閘管，封鎖正組晶閘管，在這兩

26、種情況下都要開(kāi)放反組，封鎖正組。從電動(dòng)機(jī)來(lái)看反轉(zhuǎn)和正轉(zhuǎn)制動(dòng)的共同特征是使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)的轉(zhuǎn)矩。上述特征可以由ASR 輸出的電流給定信號(hào)來(lái)體現(xiàn)。DLC 應(yīng)該先鑒別電流給定信號(hào)的極性，將其作為邏輯控制環(huán)節(jié)的一個(gè)給定信號(hào)。 僅用電流給定信號(hào)去控制DLC 還是不夠，因?yàn)槠錁O性的變化只是邏輯切換的必要條件。只有在實(shí)際電流降到零時(shí)，才能發(fā)出正反組切換的指令。因此，只有電流轉(zhuǎn)矩極性和零電流檢測(cè)信號(hào)這兩個(gè)前提同時(shí)具備時(shí)，并經(jīng)過(guò)必要的邏輯判斷，才可以讓DLC 發(fā)出切換指令。 邏輯切換指令發(fā)出后還不能馬上執(zhí)行，需經(jīng)過(guò)封鎖時(shí)時(shí)間Tdb1才能封鎖原導(dǎo)通組脈沖；再經(jīng)過(guò)開(kāi)放延時(shí)時(shí)間Tdt后才能開(kāi)放另一組脈沖。通常Tdb1=

27、3ms，Tdt=7ms。 在邏輯控制環(huán)節(jié)的兩個(gè)輸出信號(hào)之間必須有互相連鎖的保護(hù)，決不允許出現(xiàn)兩組脈沖同時(shí)開(kāi)放的狀態(tài)。 邏輯控制器裝置由PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)矩極性鑒別信號(hào)UI*和零電流檢測(cè)信號(hào)Ui0作為PLC的輸入信號(hào)X0和X1，再由PLC的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算和控制。 在邏輯運(yùn)算判斷發(fā)出切換指令UF、UR后，必須經(jīng)過(guò)封鎖延時(shí)Udb1和開(kāi)放延時(shí)Udt才能執(zhí)行切換命令。用FX2系列PLC實(shí)現(xiàn)時(shí)，只要用其內(nèi)部的1ms定時(shí)器即可達(dá)到延時(shí)目的。一般封鎖延時(shí)取Udb1=3ms，此時(shí)封鎖原導(dǎo)通組脈沖；再經(jīng)過(guò)開(kāi)放延時(shí)Udt=7ms開(kāi)放另一組。若封鎖延時(shí)與開(kāi)放延時(shí)同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則開(kāi)放 15 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 延時(shí)

28、時(shí)間為3+7=10ms，設(shè)延時(shí)后的UF、UR狀態(tài)分別用輔助繼電器M4、M5表示。 DLC裝置的最后部分為邏輯保護(hù)環(huán)節(jié)。正常時(shí)，UF與UR狀態(tài)總是相反的；一旦DLC發(fā)生故障，使UF和UR同時(shí)為“1”，將造成兩組晶閘管同時(shí)開(kāi)放，必須避免此情況。滿足保護(hù)要求的邏輯真值表如下表。設(shè)DLC的輸出信號(hào)由PLC 輸出端子Y0、Y1輸出。其中Y0控制GTF，Y1控制GTR。為了實(shí)現(xiàn)邏輯保護(hù)，一方面可以用Y0、Y1實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖，另一方面還可以用M4、M5接通特殊輔助繼電器M8034禁止全部輸出，進(jìn)行雙重保護(hù)。X2和X3是過(guò)壓和過(guò)流檢測(cè)信號(hào)。 表3.1 邏輯真值表 3.2 設(shè)計(jì)過(guò)程 1、電平檢測(cè)器 邏輯裝置的輸入有兩

29、個(gè)：一是反映轉(zhuǎn)矩極性信號(hào)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出Ui*，二是來(lái)自電流檢測(cè)裝置反映零電流信號(hào)的Ui0，他們都是連續(xù)變化的模擬量，而邏輯運(yùn)算電路需要高、低電位兩個(gè)狀態(tài)的數(shù)字量。電平檢測(cè)器的任務(wù)就是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，也就是轉(zhuǎn)換成“0”狀態(tài)（將輸入轉(zhuǎn)換成近似為0V輸出）或“1”狀態(tài)（將輸入轉(zhuǎn)換成近似為?15V輸出）。 采用射極偶合觸發(fā)器作電平檢測(cè)器。為了提高信號(hào)轉(zhuǎn)換的靈敏度，前面還加了一級(jí)差動(dòng)放大和一級(jí)射極跟隨器。其原理圖見(jiàn)圖4-2。 16 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 圖3-1 電平檢測(cè)器原理圖 電平檢測(cè)器的輸入輸出特性如圖4-3所示，具有回環(huán)特性。由于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出和電流檢測(cè)裝置輸出都具有交流分量，除入口有

30、濾波外，電平檢測(cè)需要具有一定寬度的回環(huán)特性，以防止由于交流分量使邏輯裝置誤動(dòng)作，本系統(tǒng)電平檢測(cè)回環(huán)特性的動(dòng)作電壓Ur1?100mV，釋放電壓Ur2?80mV。調(diào)整回環(huán)的寬度可通過(guò)改變射極偶合觸發(fā)器的集電極電阻實(shí)現(xiàn)。 圖3-2 電平檢測(cè)器輸入輸出特性 轉(zhuǎn)矩極性鑒別器的輸入信號(hào)為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出Ui*，其輸出為UT。電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)Ui*為負(fù)，UT為低電位（“0”態(tài)），反轉(zhuǎn)時(shí)Ui*為正，UT為高電位（“1”態(tài)）。 零電流檢測(cè)器的輸入信號(hào)為電流檢測(cè)裝置的零電流信號(hào)Ui0，其輸出為UI。有電流時(shí)Ui0為正，UI為高電位（“1”態(tài)），無(wú)電流時(shí)Ui0為0，UI為低電位（“0”態(tài)）。 2、邏輯運(yùn)算 電路的輸入是轉(zhuǎn)

31、速極性鑒別器的輸出UT和零電流檢測(cè)器輸出UI。系統(tǒng)在各種運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，UT和UI有不同的極性狀態(tài)（“0”態(tài)或“1”態(tài)），根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)的要求經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算電路切換其輸出去封鎖脈沖信號(hào)的狀態(tài)（“0”態(tài)或“1”態(tài)），由于 17 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 采用的是鍺管觸發(fā)器，當(dāng)封鎖信號(hào)為正電位（“1”態(tài)）時(shí)脈沖被封鎖，低電位（“0”態(tài)）時(shí)脈沖開(kāi)放。利用邏輯代數(shù)的數(shù)學(xué)工具，可以設(shè)計(jì)出具有一定功能的邏輯運(yùn)算電路。 設(shè)正轉(zhuǎn)時(shí)Ui*為負(fù)，UT為“0”；反轉(zhuǎn)時(shí)Ui*為正，UT為“1”；有電流時(shí)Ui*為正， UI為“1”；無(wú)電流時(shí)Ui*為負(fù)，UI為“0”。 U1代表正組脈沖封鎖信號(hào)，U1為“1”時(shí)脈沖封鎖，U1為“0”時(shí)

32、脈沖開(kāi)放。 U2代表反組脈沖封鎖信號(hào)，U2為“1”時(shí)脈沖封鎖，U2為“0”時(shí)脈沖開(kāi)放。 UT、UI、U1、U2表示“1”，UT、UI、U1、U2表示“0”。 按系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，可列出各量要求的狀態(tài)，如表4-1所示，并根據(jù)封鎖條件列出邏輯代數(shù)式。 表3-2 邏輯判斷電路各量要求的狀態(tài) 18 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 第四章 系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算及測(cè)定 4.1 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測(cè)定 (一) 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器 1MCL32電源控制屏 2MCL31低壓控制電路及儀表 3MCL33觸發(fā)電路及晶閘管主電路 4電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)速發(fā)電機(jī)（或光電編碼器） 5MEL03三相可調(diào)電阻器 6雙蹤示波器 7萬(wàn)用表 8直流

33、電動(dòng)機(jī)M03、直流發(fā)電機(jī)MO1 （二）注意事項(xiàng) 1由于實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)，電流和電壓可能有波動(dòng)，可取平均讀數(shù)。 2為防止電樞過(guò)大電流沖擊，每次增加Ug須緩慢，且每次起動(dòng)電動(dòng)機(jī)前給定電位器應(yīng)調(diào)回零位，以防過(guò)流。 3電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)，大電流測(cè)量的時(shí)間要短，以防電機(jī)過(guò)熱。 （三）實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成和工作原理 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)由晶閘管整流調(diào)速裝置，平波電抗器，電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組等組成。 本實(shí)驗(yàn)中，整流裝置的主電路為三相橋式電路，控制回路可直接由給定電壓Ug作為觸發(fā)器的移相控制電壓，改變Ug的大小即可改變控制角，從而獲得可調(diào)的直流電壓和轉(zhuǎn)速，以滿足實(shí)驗(yàn)要求。 4.1.1 電樞回路電阻R的測(cè)定 電樞回路的總電阻R包

34、括電機(jī)的電樞電阻Ra，平波電抗器的直流電阻RL和整流裝置的內(nèi)阻Rn，即R=Ra+RL+Rn 19 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 為測(cè)出晶閘管整流裝置的電源內(nèi)阻，可采用伏安比較法來(lái)測(cè)定電阻，其實(shí)驗(yàn)線路如圖4.1所示。 圖4.1電樞回路電阻R 將變阻器RP（可采用兩只900電阻并聯(lián)）接入被測(cè)系統(tǒng)的主電路，并調(diào)節(jié)電阻負(fù)載至最大。測(cè)試時(shí)電動(dòng)機(jī)不加勵(lì)磁，并使電機(jī)堵轉(zhuǎn)。 MCL-31的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct=0。調(diào)節(jié)偏移電壓電位器RP2，使?=150。 合上主電路電源開(kāi)關(guān)。 調(diào)節(jié)Ug使整流裝置輸出電壓Ud=（3070）?Unom（可為110V），然后調(diào)整RP使電樞電流為（8090）?Inom，讀取

35、電流表A和電壓表V的數(shù)值為I1,U1，則此時(shí)整流裝置的理想空載電壓為 Udo=I1R+U1 調(diào)節(jié)RP，使電流表A的讀數(shù)為40%Inom。在Ud不變的條件下讀取A，V表數(shù)值，則 Udo=I2R+U2 求解兩式，可得電樞回路總電阻 R=(U2-U1)/(I1-I2) 如把電機(jī)電樞兩端短接，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，可得 20 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) RL+Rn=(U2-U1)/(I1-I2) 則電機(jī)的電樞電阻為 Ra=R?（RL+Rn） 同樣，短接電抗器兩端，也可測(cè)得電抗器直流電阻RL。 測(cè)試結(jié)果 據(jù)公式R=(U2-U1)/(I1-I2) 得 R=(90-73)/(0.9-0.5)=42.5 據(jù)公式RL+Rn=

36、(U2-U1)/(I1-I2) 得 RL+Rn=(102-92）/(0.9-0.5)=25.0 據(jù)公式Ra+Rn=(U2-U1)/(I1-I2) 得 Ra+Rn=(97-83)/(0.9-0.5)=17.5 所以可得：電樞回路總電阻 R=42.5 整流裝置的內(nèi)阻Rn=17.5 電樞電阻Ra=17.5 平波電抗器的直流電阻RL=7.5 4.1.2 主電路電磁時(shí)間常數(shù)的測(cè)定 實(shí)驗(yàn)線路如圖4.2所示 21 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 圖4.2 主電路電磁時(shí)間常數(shù)的測(cè)定 采用電流波形法測(cè)定電樞回路電磁時(shí)間常數(shù)Td，電樞回路突加給定電壓時(shí)，電流id按指數(shù)規(guī)律上升 id?Id(1?e?t/Td) 其電流變化曲線

37、如圖4.3所示。當(dāng)t =Td時(shí)，有 id?Id(1?e?1)?0.632Id MCL-31的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct=0。 合上主電路電源開(kāi)關(guān)。 電機(jī)不加勵(lì)磁。 調(diào)節(jié)Uct，監(jiān)視電流表的讀數(shù)，使電機(jī)電樞電流為(5090)?Inom。然后保持Uct不變，突然合上主電路開(kāi)關(guān)，用示波器拍攝id=f(t)的波形，由波形圖上測(cè)量出當(dāng)電流上升至63.2?穩(wěn)定值時(shí)的時(shí)間，即為電樞回路的電磁時(shí)間常數(shù)Td。 圖4.3 電流變化曲線 22 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 4.1.3 電動(dòng)機(jī)電勢(shì)常數(shù)Ce和轉(zhuǎn)矩常數(shù)CM的測(cè)定 將電動(dòng)機(jī)加額定勵(lì)磁，使之空載運(yùn)行，改變電樞電壓Ud，測(cè)得相應(yīng)的n，即可由下式算出Ce C

38、e=Ke?=(Ud2-Ud1)/(n2-n1) Ce的單位為V/(r/min) 轉(zhuǎn)矩常數(shù)(額定磁通時(shí))CM的單位為N.m/A，可由Ce求出 CM=9.55Ce 由實(shí)驗(yàn)測(cè)得兩組數(shù)據(jù) 當(dāng)n1=1225 r/min時(shí)V1=181V; 當(dāng)n2=1125 r/min時(shí)V2=161V 帶入上述公式得:Ce=0.15v/(r/min) Cm=1.432N.m/A 4.1.4 系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間常數(shù)TM的測(cè)定 系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)可由下式計(jì)算 Tm?(GD2?R)/375CeLM 由于Tm>>Td，也可以近似地把系統(tǒng)看成是一階慣性環(huán)節(jié)，即 n?K/(1?TmS)?Ud 當(dāng)電樞突加給定電壓時(shí)，轉(zhuǎn)速n將按指數(shù)

39、規(guī)律上升，當(dāng)n到達(dá)63.2?穩(wěn)態(tài)值時(shí)，所經(jīng)過(guò)的時(shí)間即為拖動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)。 測(cè)試時(shí)電樞回路中附加電阻應(yīng)全部切除。 MCL31的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct=0。 合上主電路電源開(kāi)關(guān)。 電動(dòng)機(jī)M加額定勵(lì)磁。 調(diào)節(jié)Uct，將電機(jī)空載起動(dòng)至穩(wěn)定轉(zhuǎn)速1000r/min。然后保持Uct不變，斷開(kāi)主電路開(kāi)關(guān)，待電機(jī)完全停止后，突然合上主電路開(kāi)關(guān)，給電樞加電壓，用示波器拍攝過(guò)渡過(guò)程曲線，即可由此確定機(jī)電時(shí)間常數(shù)。實(shí)測(cè)曲線如圖4.4所示： 由實(shí)驗(yàn)測(cè)得：Tm=37ms 23 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 圖4.4 實(shí)測(cè)過(guò)渡過(guò)程曲線 4.1.5 測(cè)速發(fā)電機(jī)特性UTG=f(n)的測(cè)定 圖4.5 系統(tǒng)電機(jī)常數(shù)的

40、測(cè)定 實(shí)驗(yàn)線路如圖4.5所示。 電動(dòng)機(jī)加額定勵(lì)磁，逐漸增加觸發(fā)電路的控制電壓Uct，分別讀取對(duì)應(yīng)的UTG,n的數(shù)值若干組，即可描繪出特性曲線UTG=f(n)。 表4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 24 沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 4.2 邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)特性測(cè)試 （一）實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成及工作原理 邏輯無(wú)環(huán)流系統(tǒng)的主回路由二組反并聯(lián)的三相全控整流橋組成，由于沒(méi)有環(huán)流，兩組可控整流橋之間可省去限制環(huán)流的均衡電抗器，電樞回路僅串接一個(gè)平波電抗器。 控制系統(tǒng)主要由速度調(diào)節(jié)器ASR，電流調(diào)節(jié)器ACR，反號(hào)器AR，轉(zhuǎn)矩極性鑒別器DPT，零電流檢測(cè)器DPZ，無(wú)環(huán)流邏輯控制器DLC，觸發(fā)器，電流變換器FBC，速度變換器FBS

41、等組成。其系統(tǒng)原理圖如圖2.10所示。 正向起動(dòng)時(shí)，給定電壓Ug為正電壓，無(wú)環(huán)流邏輯控制器的輸出端Ublf為”0”態(tài)，Ublr為”1”態(tài)，即正橋觸發(fā)脈沖開(kāi)通，反橋觸發(fā)脈沖封鎖，主回路正組可控整流橋工作，電機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)。 減小給定時(shí)，Ug<Un,使Ui 反向，整流裝置進(jìn)入本橋逆變狀態(tài)，而Ublf,Ublr不變，當(dāng)主回路電流減小并過(guò)零后，Ublf，Ublr輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換，Ublf為“1”態(tài)，Ublr為“0”態(tài)，即進(jìn)入它橋制動(dòng)狀態(tài)，使電機(jī)降速至設(shè)定的轉(zhuǎn)速后再切換成正向運(yùn)行；當(dāng)Ug=0時(shí)，則電機(jī)停轉(zhuǎn)。 反向運(yùn)行時(shí)，Ublf為”1”態(tài)，Ublr為”0”態(tài)，主電路反組可控整流橋工作。 無(wú)環(huán)流邏輯控制器的

42、輸出取決于電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，正向運(yùn)轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)制動(dòng)本橋逆變及反轉(zhuǎn)制動(dòng)它橋逆變狀態(tài)，Ublf為”0”態(tài)，Ublr為”1”態(tài)，保證了正橋工作，反橋封鎖；反向運(yùn)轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)制動(dòng)本橋逆變，正轉(zhuǎn)制動(dòng)它橋逆變階段，則Ublf為”1”態(tài)，Ublr為”0”態(tài)，正橋被封鎖，反橋觸發(fā)工作。由于邏輯控制器的作用，在邏輯無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng)中保證了任何情況下兩整流橋不會(huì)同時(shí)觸發(fā)，一組觸發(fā)工作時(shí)，另一組被封鎖，因此系統(tǒng)工作過(guò)程中既無(wú)直流環(huán)流也無(wú)脈沖環(huán)流。 （二）實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器 1MCL系列教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏 2 MCL31組件 3MCL33組件 4MEL-11掛箱 5MEL03三相可調(diào)電阻 6電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)速發(fā)電機(jī)、 25 沈陽(yáng)理工大學(xué)

43、課程設(shè)計(jì) 7直流電動(dòng)機(jī)M03、直流發(fā)電機(jī)M01 8示波器 9?CL?34組件 （三）注意事項(xiàng) 1實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)保證邏輯控制器工作；邏輯正確后才能使系統(tǒng)正反向切換運(yùn)行。 2為了防止意外，可在電樞回路串聯(lián)一定的電阻，如工作正常，則可隨Ug的增大逐漸切除電阻。 4.2.1 整流電路檢測(cè) 1按圖4.6接線，未上主電源之前，檢查晶閘管的脈沖是否正常。 圖4.6邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)（A） （1）用示波器觀察雙脈沖觀察孔，應(yīng)有間隔均勻，幅度相同的雙脈沖 （2）檢查相序，用示波器觀察“1”，“2”脈沖觀察孔，“1”脈沖超前“2”脈沖600，則相序正確，否則，應(yīng)調(diào)整輸入電源。 （3）將控制一組橋觸發(fā)脈沖通斷的六個(gè)直鍵開(kāi)關(guān)