無環(huán)流邏輯控制器DLC設計——沈陽理工大學課程設計

1、目錄1 1 邏輯邏輯無環(huán)流可逆調速系統(tǒng)無環(huán)流可逆調速系統(tǒng).1 11.1 無環(huán)流調速系統(tǒng)簡介 .11.2 系統(tǒng)設計 .32 2 系統(tǒng)主電路設計系統(tǒng)主電路設計 .4 42.1 主電路原理及說明 .43 3 調節(jié)器的設計調節(jié)器的設計.5 53.1 電流調節(jié)器的設計.53.1.1.確定電流調節(jié)器的時間常數(shù) .63.1.2.設計電流調節(jié)器結構 .63.2 速度調節(jié)器的設計 .63.2.1 電流環(huán)的等效閉環(huán)傳遞函數(shù).73.2.2 確定轉速調節(jié)器的時間常數(shù).73.2.3 轉速調節(jié)器結構設計.84 4 無環(huán)流邏輯控制器無環(huán)流邏輯控制器 DLCDLC 設計設計 .9 94.1 無環(huán)流邏輯裝置的組成 .94.2

2、無環(huán)流邏輯裝置的設計 .105 5 觸發(fā)電路設計觸發(fā)電路設計 .15155.1 系統(tǒng)對觸發(fā)器的要求 .155.2 觸發(fā)電路及其特點 .156 6 保護電路設計保護電路設計.17176.1 過電流保護 .176.2 過電壓保護 .177 7 項目設計結果分析項目設計結果分析 .2020心得與體會心得與體會.2222參考文獻參考文獻.2323沈陽理工大學課程設計論文11 邏輯無環(huán)流可逆調速系統(tǒng)1.1 無環(huán)流調速系統(tǒng)簡介許多生產(chǎn)機械要求電動機既能正轉，又能反轉，而且常常還需要快速的啟動和制動，這就需要電力拖動系統(tǒng)具有四象限運行的特性，也就是需要可逆的調速系統(tǒng)。采用兩組晶閘管反并聯(lián)的可逆調速系統(tǒng)解決了

3、電動機的正、反轉運行和回饋制動問題，但是，如果兩組裝置的整流電壓同時出現(xiàn)，便會產(chǎn)生不流過負載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流，稱做環(huán)流。這樣的環(huán)流對負載無益，只會加重晶閘管和變壓器的負擔，消耗功率。換流太大時會導致晶閘管損壞，因此應該予以抑制或消除有環(huán)流可逆系統(tǒng)雖然具有反向快、過渡平滑等優(yōu)點，但設置幾個環(huán)流電抗器終究是個累贅。因此，當工藝過程對系統(tǒng)過度特性的平滑性要求不高時，特別是對于大容量的系統(tǒng)，常采用既沒有直流平均環(huán)流又沒有瞬時脈動環(huán)流的無環(huán)流可逆系統(tǒng)。無環(huán)流可逆調速系統(tǒng)可按實現(xiàn)無環(huán)流原理的不同而分為兩大類：邏輯無環(huán)流系統(tǒng)和錯位控制無環(huán)流系統(tǒng)。而錯位無環(huán)流系統(tǒng)在目前的生產(chǎn)中應用很少，邏

4、輯無環(huán)流系統(tǒng)目前生產(chǎn)中應用最為廣泛的可逆系統(tǒng)，當一組晶閘管工作時，用邏輯電路封鎖另一組晶閘管的觸發(fā)脈沖，使它完全處于阻斷狀態(tài)，確保兩組晶閘管不同時工作，從根本上切斷了環(huán)流的通路，這就是邏輯控制的無環(huán)流可逆系統(tǒng)，組成邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)的思路是：任何時候只觸發(fā)一組整流橋，另一組整流橋封鎖，完全杜絕了產(chǎn)生環(huán)流的可能。至于選擇哪一組工作，就看電動機組需要的轉矩方向。若需正向電動，應觸發(fā)正組橋；若需反向電動，就應觸發(fā)反組橋，可見，觸發(fā)的選擇應決定于電動機轉矩的極性，在恒磁通下，就決定于信號。同時還要考慮什么時候封鎖原來工作橋的問題，這要看工作iU橋又沒有電流存在，有電流時不應封鎖，否則，開放另一組橋時容

5、易造成二橋短路?？梢?，只要用信號極性和電流“有” 、 “無”信號可以判定應封鎖哪一iU組橋，開放哪一組橋?；谶@種邏輯判斷電路的“指揮”下工作的可逆系統(tǒng)稱邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)。 下圖為邏輯無環(huán)流可逆調速系統(tǒng)原理圖。沈陽理工大學課程設計論文2 圖 1.1 邏輯無環(huán)流可逆調速系統(tǒng)原理圖ASR速度調節(jié)器ACR1ACR2正反組電流調節(jié)器GTF、GTR正反組整流裝置VF、VR正反組整流橋DLC無環(huán)流邏輯控制器HX推裝置TA交流互感器TG測速發(fā)電機M工作臺電動機LB電流變換器AR反號器GL過流保護環(huán)節(jié)1.2 系統(tǒng)設計 要實現(xiàn)邏輯無環(huán)流可逆調速，就要采用橋式全控整流逆變電路。要達到電流和轉速的超調要求就要設計

6、電流-轉速雙閉環(huán)調速器；邏輯無環(huán)流的重要部分沈陽理工大學課程設計論文3就是要采用邏輯控制，保證只有一組橋路工作，另一組封鎖。邏輯控制器可以采用組合邏輯元件和一些分立的電子器件組成，也可用單片機實現(xiàn)，本文使用PLC 來實現(xiàn)邏輯控制；觸發(fā)電路要保證晶閘管在合適的時候導通或截止，并且要能方便的改變觸發(fā)脈沖的相位，達到實時調整輸出電壓的目的，從而實現(xiàn)調速。保護電路有瞬時過壓抑制，過電流保護和過電壓保護，當過壓或過流時封鎖觸發(fā)脈沖，從而實現(xiàn)保護功能。沈陽理工大學課程設計論文42 系統(tǒng)主電路設計2.1 主電路原理及說明 邏輯無環(huán)流可逆直流調速系統(tǒng)的主電路如下圖所示:圖 2.1 邏輯無環(huán)流可逆直流調速系統(tǒng)主

7、電路兩組橋在任何時刻只有一組投入工作（另一組關斷） ，所以在兩組橋之間就不會存在環(huán)流。但當兩組橋之間需要切換時，不能簡單的把原來工作著的一組橋的觸發(fā)脈沖立即封鎖，而同時把原來封鎖著的一組橋立即開通，因為已經(jīng)導通的晶閘管并不能在觸發(fā)脈沖取消的一瞬間立即被關斷，必須待晶閘管承受反壓時才能關斷。如果對兩組橋的觸發(fā)脈沖的封鎖和開放同時進行，原先導通的那組橋不能立即關斷，而原先封鎖著的那組橋已經(jīng)開通，出現(xiàn)兩組橋同時導通的情況，因沒有環(huán)流電抗器，將會產(chǎn)生很大的短路電流，把晶閘管燒毀。為此首先應是已導通的的晶閘管斷流，要妥當處理主回路中的電感儲存的一部分能量回饋給電網(wǎng)，其余部分消耗在電機上，直到儲存的能量釋

8、放完，主回路電流變?yōu)榱?，使原晶閘管恢復阻斷能力，隨后再開通原來封鎖著的那組橋的晶閘管，使其觸發(fā)導通。沈陽理工大學課程設計論文53 調節(jié)器的設計3.1 電流調節(jié)器的設計圖 3.1 電流調節(jié)器3.1.1.確定電流調節(jié)器的時間常數(shù)（1）整流裝置滯后時間常數(shù) Ts：三相橋式電路平均失控時間 Ts = 0.0017（2）電流濾波時間常數(shù) Toi：三相橋式電路每個波頭的時間是 3.33ms，為了基本濾平波頭應有（12）Toi = 3.33s。則 Toi=0.002s（3）電流小時間常數(shù)：iT按小時間常數(shù)近似處理： sTTToisi0037. 0沈陽理工大學課程設計論文63.1.2.設計電流調節(jié)器結構采用含

9、給定濾波和反饋濾波的模擬式 PI 型電流調節(jié)器，其原理圖如圖 1 所示。圖中為電流給定電壓，為電流負反饋電壓，調節(jié)器的輸出就是電iUdI力電子變換器的控制電壓。cU圖 3.2 PI 型電流調速器3.2 速度調節(jié)器的設計圖 3.3 速度調節(jié)器沈陽理工大學課程設計論文73.2.1 電流環(huán)的等效閉環(huán)傳遞函數(shù)電流環(huán)經(jīng)簡化后可視作轉速環(huán)的一個環(huán)節(jié)，為此其閉環(huán)傳遞函數(shù)為：111) 1(1) 1()()()(2sKsKTsTsKsTsKsUsIsWIIiiIiIidcli忽略高次項，可降階近似為：)(sWcli111)(sKsWIcli接入轉速環(huán)內(nèi)，電流環(huán)等效環(huán)節(jié)的輸入量應為，因此電流環(huán)在轉速)(sUi環(huán)中

10、應等效為：111)()()(sKsWsUsIIcliid3.2.2 確定轉速調節(jié)器的時間常數(shù) 電流環(huán)等效時間常數(shù)：ssTKiI0074. 00037. 0221 轉速濾波時間常數(shù)：sTon012. 0 轉速環(huán)小時間常數(shù)：按小時間常數(shù)近似處理，取sssTKTonIn0194. 0012. 00074. 01 電壓反饋系數(shù)：rVrVnUNnmmin0083. 0min1200103.2.3 轉速調節(jié)器結構設計采用含給定濾波和反饋濾波的模擬式 PI 型轉速調節(jié)器，其原理圖如圖 2 所沈陽理工大學課程設計論文8示。圖中為轉速給定電壓，為轉速負反饋電壓，調節(jié)器的輸出是電流nUn調節(jié)器的給定電壓。iU圖

11、3.2 PI 型轉速調節(jié)器沈陽理工大學課程設計論文94 無環(huán)流邏輯控制器 DLC 設計4.1 無環(huán)流邏輯裝置的組成 在無環(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選擇其中一組整流橋運行，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機轉矩極性需要反向時由邏輯裝置控制進行的。其切換順序可歸納如下：由于轉速給定變化或負載變動，使電動機應產(chǎn)生的轉矩極性反向。由轉速調節(jié)器輸出反映這一轉矩的極性，并由邏輯裝置對該極性進行判斷，然后發(fā)出切換開始的指令。使導通側的整流橋（例如正組橋）的電流迅速減小到零。由零電流檢測器得到零電流信號后，經(jīng) 延時，確認電流實際值3ms5為零，封

12、鎖原導通側整流橋的觸發(fā)脈沖。由零電流檢測器得到零電流信號后，經(jīng)延時，確保原導通側整流橋ms10晶閘管完全阻斷后，開放待工作側整流橋（例如反組橋）的觸發(fā)脈沖。電樞內(nèi)流過與切換前反方向的電流，完成切換過程。根據(jù)邏輯裝置要完成的任務，它由電平檢測、邏輯判斷、延時電路和聯(lián)鎖保護電路四個基本環(huán)節(jié)組成，邏輯裝置的功能和輸入輸出信號如圖 4.1 所示。 圖 4.1 無環(huán)流邏輯控制環(huán)節(jié) DLC其輸入為電流給定或轉矩極性鑒別信號和零電流檢測信號，輸出是*iU0iU控制正組晶閘管觸發(fā)脈沖封鎖信號和反組晶閘管觸發(fā)脈沖封鎖信號。1U2U沈陽理工大學課程設計論文104.2 無環(huán)流邏輯裝置的設計 電平檢測器邏輯裝置的輸入

13、有兩個：一是反映轉矩極性信號的轉速調節(jié)器輸出，二是來自電*iU流檢測裝置反映零電流信號的，他們都是連續(xù)變化的模擬量，而邏輯運算電路需要高、0iU低電位兩個狀態(tài)的數(shù)字量。電平檢測器的任務就是將模擬量轉換成數(shù)字量，也就是轉換成“0”狀態(tài)（將輸入轉換成近似為輸出）或“1”狀態(tài)（將輸入轉換成近似為輸V0V15出） 。采用射極偶合觸發(fā)器作電平檢測器。為了提高信號轉換的靈敏度，前面還加了一級差動放大和一級射極跟隨器。其原理圖見圖 5。圖 4.2 電平檢測器原理圖電平檢測器的輸入輸出特性如圖 6 所示，具有回環(huán)特性。由于轉速調節(jié)器的輸出和電流檢測裝置輸出都具有交流分量，除入口有濾波外，電平檢測需要具有一定寬

14、度的回環(huán)特性，以防止由于交流分量使邏輯裝置誤動作，本系統(tǒng)電平檢測回環(huán)特性的動作電壓，釋放電壓。調整回環(huán)的mVUr1001mVUr802寬度可通過改變射極偶合觸發(fā)器的集電極電阻實現(xiàn)。沈陽理工大學課程設計論文11 圖 4.3 電平檢測器輸入輸出特性轉矩極性鑒別器的輸入信號為轉速調節(jié)器的輸出，其輸出為。電機正轉*iUTU時為負，為低電位（“0”態(tài)） ，反轉時為正，為高電位（“1”態(tài)）*iUTU*iUTU。零電流檢測器的輸入信號為電流檢測裝置的零電流信號，其輸出為。0iUIU有電流時為正，為高電位（“1”態(tài)） ，無電流時為 0，為低電位0iUIU0iUIU（“0”態(tài)） 。邏輯運算電路的輸入是轉速極性鑒

15、別器的輸出和零電流檢測器輸出。系統(tǒng)在TUIU各種運行狀態(tài)時，和有不同的極性狀態(tài)（“0”態(tài)或“1”態(tài)） ，根據(jù)運行TUIU狀態(tài)的要求經(jīng)過邏輯運算電路切換其輸出去封鎖脈沖信號的狀態(tài)（“0”態(tài)或“1”態(tài)） ，由于采用的是鍺管觸發(fā)器，當封鎖信號為正電位（“1”態(tài)）時脈沖被封鎖，低電位（“0”態(tài)）時脈沖開放。利用邏輯代數(shù)的數(shù)學工具，可以設計出具有一定功能的邏輯運算電路。設正轉時為負，為“0” ；反轉時為正，為“1” ；有電流時*iUTU*iUTU為正，為“1” ；無電流時為負，為“0” 。*iUIU*iUIU代表正組脈沖封鎖信號，為“1”時脈沖封鎖，為“0”時脈沖開1U1U1U放。代表反組脈沖封鎖信號，

16、為“1”時脈沖封鎖，為“0”時脈沖開2U2U2U放。、表示“1” ，、表示“0” 。TUIU1U2UTUIU1U2U 按系統(tǒng)運行狀態(tài)，可列出各量要求的狀態(tài)，如表 4 所示，并根據(jù)封鎖條件列出邏輯代數(shù)式。 根據(jù)正組封鎖條件： 2221UUUUUUUUUUITITIT 根據(jù)反組封鎖條件： 1112UUUUUUUUUUITITIT表 4.1 邏輯判斷電路各量要求的狀態(tài)運 行 狀 態(tài) TUIU1U2U正向起動，I=00001沈陽理工大學課程設計論文12 正向運行，I 有0101 正向制動，I 有1101 正向制動，I=01010 反向起動，I=01010 反向運行，I 有1110 反向制動，I 有01

17、10 反向制動，I00001 邏輯運算電路采用分立元件，用或非門電路較簡單，故將上述式子最小化，最后化成或非門的形式。 )()()(222221ITITITTITTUUUUUUUUUUUUUUUU )(1112ITTITTUUUUUUUUUU)(1ITUUU)(1TIUUU根據(jù)上述式子可畫得邏輯運算電路，如圖 7 所示，它由四個或非門電路組成。依靠它來保證兩組整流橋的互鎖，并自動實現(xiàn)零電流時相互切換。圖 4.4 邏輯運算電路現(xiàn)舉例說明其切換過程，例如，整流裝置原來正組工作，這時邏輯電路各點狀態(tài)如圖8 中“1” 、“0”所示。沈陽理工大學課程設計論文13 圖 4.5 或非門電路 現(xiàn)在要求整流裝置

18、從正組切換到反組，首先是轉矩極性信號改變極性，由“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TU狀（為“0” ，正組開放。為“1” ，反組封鎖） 。只有當正組電流衰減到零，1U2U零電流檢測器的狀態(tài)改變后，邏輯電路輸出才改變狀態(tài)，實現(xiàn)零電流切換，這是邏輯電路各點狀態(tài)如圖 3-4 所示?；蚍情T電路如圖 3-5 所示。采用鍺二極管2AP13 和硅開關三極管 3DK4C 是為了減小正向管壓降。 延時電路 前面的邏輯運算電路保證零電流切換，但僅僅采用零電流切換是不夠的。因為零電流檢測裝置的靈敏度總是有限的，零電流檢測裝置變成“0”態(tài)的瞬間，不一定原來開放組的晶閘管已經(jīng)斷流。

19、因此必須在切換過程中設置兩段延時即封鎖延時和開放延時，避免由于正反組整流裝置同時導通而造成短路。根據(jù)這個要求，邏輯裝置在邏輯電路后面接有延時電路。圖 4.6 延時電路延時電路如圖 9 所示，其工作原理如下：當延時電路輸入為“0”時，輸出亦為“0”態(tài)（截止、導通） ，相應的整流橋脈沖開放。當輸入由“0”1BG2BG沈陽理工大學課程設計論文14變?yōu)椤?”時，電容 C 經(jīng)充電，經(jīng)一定延時后，導通，截止，即輸出1R1BG2BG由“0”延時變“1” 。相應的整流橋脈沖延時封鎖。其延時時間由決定，這CR1里整定為。當輸入出“1”變“0”時，電容 C 的電荷要經(jīng)過和基射ms32R1BG極回路放電，經(jīng)一定延時

20、后，截止，導通，即輸出由“1”延時變“0” 。1BG2BG相應的整流橋脈沖延時開放。其延時時間由參數(shù)決定，這里整定為，2CRms10這樣就滿足了“延時封鎖” 、 “延時開放”的要求。 ms3ms10邏輯保護 邏輯電路正常工作，兩個輸出端總是一個高電位，一個低電位，確保任何時候兩組整流一組導通，另一組則封鎖。但是當邏輯電路本身發(fā)生故障，一旦兩個輸出端均出現(xiàn)低電位時，兩組整流裝置就會同時導通而造成短路事故。為了避免這種事故，設計有邏輯保護環(huán)節(jié)，如圖 10 所示。邏輯保護環(huán)節(jié)截取了邏輯運算電路經(jīng)延時電路后的兩個輸入信號作為一個或非門的輸入信號。當正常工作時，兩個輸入信號總是一個是高電位，另一個是低電

21、位。或非門輸出總是低電位，它不影響脈沖封鎖信號的正常輸出，但一旦兩個輸入信號均為低電位時，它輸出一個高電位，同時加到兩個觸發(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，起到可靠的保護作用。 圖 4.7 邏輯保護裝置結構圖沈陽理工大學課程設計論文15 由電平檢測、邏輯運算電路、延時電路、邏輯保護四部分就構成了無環(huán)流邏輯裝置。其結構如圖 11 所示。 圖 4.8 無環(huán)流邏輯裝置結構圖5 觸發(fā)電路設計5.1 系統(tǒng)對觸發(fā)器的要求 為保證較寬的調速范圍和可逆運行，要求觸發(fā)脈沖能夠在 180范圍內(nèi)移向。 對于三相全控橋式整流電路，為了保證可控硅可靠換流，要求觸發(fā)脈沖寬度大于 60，或者用

22、雙窄脈沖。 對可逆系統(tǒng)，為了防止逆變顛覆和提高工作的可靠性，觸發(fā)脈沖需要有和限制。minmin5.2 觸發(fā)電路及其特點 根據(jù)對觸發(fā)器的上述要求，選用同步信號為正弦波的晶體管觸發(fā)電路。原理線路見圖 4-12，這種線路的優(yōu)點是線路簡單，調整容易。理論上移相范圍可達 180，實際上由于正弦波頂部平坦移相范圍只能有 150左右。移相的線性度就觸發(fā)器本身來說較差，如把觸發(fā)器和可控硅看成一個整體則由于相互補償沈陽理工大學課程設計論文16關系，它的線性度則較好，即控制電壓與可控硅整流電壓的控制特性是kU0dU接近線性的，由于作同步信號的正弦波電壓隨電源電壓的波動而波動，當不kU變時，控制角也隨電源電壓的波動

23、而波動，而可控硅整流電壓，隨電源電壓增高而增高，而則隨電源電壓的增cosmax00ddUUmaxdoUcos高而減小，故可維持近于不變。但當電源電壓降得太低時，同步電壓和控0dU制電壓可能沒有交點，觸發(fā)器不能產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，致使可控硅工作混亂，造成事故，所以這種觸發(fā)器不宜用于電網(wǎng)電壓波動很大的場合，此外，正弦波觸發(fā)器容易受電源電壓波形畸變的影響，因此同步電壓輸入信號必須加 RC 濾波器，移相角度一般要大于 30。圖 5.1 同步信號為正弦波的觸發(fā)電路原理圖沈陽理工大學課程設計論文176 保護電路設計6.1 過電流保護由于過載、直流側短路、逆變失敗、環(huán)流和交流側短路等原因會引起系統(tǒng)過流而損壞可控硅

24、。系統(tǒng)采用了三種保護措施： 電流調節(jié)器限流，電流整定值為 250A， 過流保護環(huán)節(jié)，整定值為 350A， 快速熔斷器；對直流回路和每個可控硅元件設快速熔斷作最后一道過流保護。它可以在沖擊電流很大，沖擊時間又很短的情況下保護設備，從而使系統(tǒng)運行安全、可靠、操作方便。 過流保護環(huán)節(jié)的電路如圖 13 所示。在系統(tǒng)正常工作時，電流檢測裝置輸出電壓小于 14V （相當于主回路電流 350A） ，穩(wěn)壓管 DW 不導通。BG1 截止，繼電器釋放，BG2 導通，BG3 截止，發(fā)射極輸出零電位，不影響正反組晶閘管整0J流裝置的正常工作。當主回路電流超過 350A 時，電流檢測裝置輸出大于 14V，穩(wěn)壓管 DW

25、被雪崩擊穿，BG1 導通，BG2 截止，BG3 導通，發(fā)射極輸出高電位+15V，同時封鎖正反兩組觸發(fā)器的脈沖。當 BG1 導通時繼電器得電吸合。一0J方面自鎖，另一方面使繼電器得電吸合，在交流側線路接觸器 S-B 線圈中1J1J的常閉觸頭打開，使 S-B 跳閘，切斷主回路交流電源。改變電阻和數(shù)值或1R2R選擇不同穩(wěn)壓值的穩(wěn)壓管 DW 即可整定不同的跳閘電流。沈陽理工大學課程設計論文18圖 6.1 過流保護環(huán)節(jié)6.2 過電壓保護 開關穩(wěn)壓器的過電壓保護包括輸入過電壓保護和輸出過電壓保護。開關穩(wěn)壓器所使用的未穩(wěn)壓直流電源諸如蓄電池和整流器的電壓如果過高,使開關穩(wěn)壓器不能正常工作,甚至損壞內(nèi)部器件,

26、因此,有必要使用輸入過電壓保護電路。用晶體管和繼電器所組成的保護電路如圖 6.2 所示。 圖 6.2 輸入過電壓保護 在該電路中，當輸入直流電源的電壓高于穩(wěn)壓二極管的擊穿電壓值時，穩(wěn)壓管擊穿，有電流流過電阻 R，使晶體管 V 導通，繼電器動作，常閉接點斷開，切斷輸入。其中穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值 Vz=ESrmaxUBE。輸入電源的極性保護電路可以跟輸入過電壓保護結合在一起,構成極性保護鑒別與過電壓保護電路。輸出過電壓保護在開關穩(wěn)壓電源中是至關重要的。特別對輸出為 5V 的開關穩(wěn)壓器來說,它的負載是大量的高集成度的邏輯器件。如果在工作時,開關穩(wěn)壓器的開關三極管突然損壞,輸出電位就可能立即升高到輸入未穩(wěn)壓

27、直流電源的電壓值,瞬時造成很大的損失。常用的方法是晶閘管短路保護。最簡單的過電壓保護電路如圖 6.3 所示。沈陽理工大學課程設計論文19 圖 6.3 簡單的輸出過電壓保護 當輸出電壓過高時,穩(wěn)壓管被擊穿,觸發(fā)晶閘管導通,把輸出端短路,造成過電流,通過保險絲或電路保護器將輸入切斷,保護了負載。這種電路的響應時間相當于晶閘管的開通時間，約為 510s。它的缺點是動作電壓是固定的，溫度系數(shù)大，動作點不穩(wěn)定。另外，穩(wěn)壓管存在著參數(shù)的離散性，型號相同但過電壓起動值卻各不相同，給調試帶來了困難。 圖 6.4 輸出過電壓保護 圖 6.4 是改進后的電路。其中 R1、R2 是取樣電路，Vz 是基準電壓。 輸出

28、電壓 Esc 突然升高，晶體管 V1、V2 導通，晶閘管就導通?；鶞孰妷?Vz 由式Esc=(R1R2)(VzUBEI)/R1 ，來確定，UBE1 為 V1 的發(fā)射結（BE）電壓降。本電路的動作電壓可變，并且動作點相當穩(wěn)定。當穩(wěn)壓管為 7V 時，其溫度系數(shù)和晶體管 V1 的發(fā)射結（BE）電壓的溫度系數(shù)可以抵消，能使溫度系數(shù)降得很低。但是對于輸出為 55.5V 的直流開關穩(wěn)壓器來說，其常用的動作電壓是5.56V。那么穩(wěn)壓管電壓必在 3.5V 以下，此電壓附近的穩(wěn)壓管的溫度變化系數(shù)是2030mV/。因此,溫度變化大的場合保護電路還會發(fā)生誤動作。采用集成電路電壓比較器來檢測開關穩(wěn)壓器的輸出電壓，是目

29、前較為常用的方法，利用比較器的輸出狀態(tài)的改變跟相應的邏輯電路配合，構成過電壓保護電路，這種電路既靈敏又穩(wěn)定。 沈陽理工大學課程設計論文207 項目設計結果分析分析試驗過程中獲得的數(shù)據(jù)、波形、現(xiàn)象或問題的正確性和必然性，分析產(chǎn)生不正確結果的原因和處理方法雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的起動過程： 設置雙閉環(huán)控制的一個重要目的就是要獲得接近理想起動過程，閉環(huán)直流調速系統(tǒng)突加給定電壓由靜止狀態(tài)起動時，轉速和電流的動態(tài)過程示于圖*nU7.1。圖 7.1 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)起動時的轉速和電流波形 由于在起動過程中轉速調節(jié)器 ASR 經(jīng)歷了不飽和、飽和、退飽和三種情況，沈陽理工大學課程設計論文21整個動態(tài)過程就分成圖中標明的 I、II、III 三個階段。 第 I 階段-電流上升的階段 )0(1t 突加給定電壓后，上升，當小于負載電流時，電機還不能轉動。nUdIdIdlI 當 后，電機開始起動，由于機電慣性作用，轉速不會很快增長，dldII 因而轉速調節(jié)器 ASR 的輸入偏差電壓的數(shù)值仍較大，其輸出電壓保持限幅值 ，強迫電流 迅速上升直到， 電流調節(jié)器很快就壓制imUdIdmdII imiUU 了的增長，標志著這一階段的結束。在這一階段中，ASR 很快進入并保持飽dI和狀態(tài)，而 ACR 一般不飽和。第 II 階段-恒流升速階段 )(2