基于可控硅觸發(fā)器的直流調(diào)速系統(tǒng)

1、基于可控硅觸發(fā)器的直流調(diào)速系統(tǒng) 1.引言 阜新市電纜廠于20世紀70年代從德國引進一臺擠塑機，在運行多年以后，直流主電機控制系統(tǒng)中部分元器件老化并損壞，開始出現(xiàn)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定現(xiàn)象，導致所生產(chǎn)電纜絕緣層厚薄不一，于2001年停止使用，對該廠造成較大經(jīng)：濟損失。為減小損失，2003年3月，對該電機控制系統(tǒng)進行了改造。由于該系統(tǒng)通過三相整流對直流主電機供電，因此除采用閉環(huán)控制來提高速度的穩(wěn)定性外，改善觸發(fā)電路也成為關(guān)鍵一環(huán)。觸發(fā)脈沖的質(zhì)量和穩(wěn)定直接影響到被驅(qū)動電機的運行情況，從而也將影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和設(shè)備的安全運行問題。為充分利用現(xiàn)場現(xiàn)有資源，提高控制系統(tǒng)的性能價格比，在實地考察的基礎(chǔ)上，通過方案選擇，

2、準備保留原系統(tǒng)主電路，控制系統(tǒng)采用新一代高科技產(chǎn)品，信達公司生產(chǎn)的CF6B-2A型雙閉環(huán)可控硅觸發(fā)器控制集成電路，該產(chǎn)品采用集成電路技術(shù)，將觸發(fā)、控制、檢測、保護集中在一個控制板上，同晶閘管電路有機結(jié)合，構(gòu)成技術(shù)先進、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠的直流調(diào)速裝置。根據(jù)需要，利用了少量的外圍硬件。該控制系統(tǒng)于2003年5月開發(fā)成功，并投入試運行，運行效果良好。 2.CF6B-2A的特點及主要技術(shù)參數(shù) 該觸發(fā)器為三相移相控制的雙閉環(huán)可控硅觸發(fā)器。適用于采用三相全控橋式，半控橋式與三相半波可控硅整流電路的直流電動機調(diào)速裝置和其他三相整流裝置。 21 CF6B-2A特點 (1)一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計，接線簡單，使用方便；

3、采用同步索相技術(shù)抗干擾能力強。 (2)相序自適應，電路狀態(tài)由指示燈顯示，且調(diào)試不用指示器；控制電路結(jié)構(gòu)和電路參數(shù)進行了優(yōu)化設(shè)計，避免了系統(tǒng)震蕩，穩(wěn)定性高。 (3)設(shè)有開環(huán)閉環(huán)兩種運行方式，適用于不同用戶；輸入控制設(shè)有點動工作和連續(xù)工作兩種方式。本控制系統(tǒng)采用了連續(xù)工作控制方式。 (4)設(shè)有過電流保護。即當主電路達到設(shè)定的過電流值時，觸發(fā)脈沖快速移至b35度位置并自鎖，按復位開關(guān)和斷電后重新通電保護解除。 22 主要技術(shù)參數(shù) (1)觸發(fā)輸出(六路雙脈沖列)：移相范圍為0-170度；脈沖寬度1 ms。 (2)輸入控制電壓：015V或外接給定電位器進行控制。本系統(tǒng)采用后者，0-10V可調(diào)。 (3)反

4、饋參數(shù)：速度反饋輸入為直流15V，本系統(tǒng)采用直流測速發(fā)電機實現(xiàn)；電流反饋有交流電流互感器(100mA)、直流分流器(75mA)和直流電流傳感器(5V)三種方式，本系統(tǒng)采用第一種方式。 (4)調(diào)節(jié)特性：設(shè)有速度、電流雙閉環(huán)調(diào)節(jié)器，測速發(fā)電機的調(diào)節(jié)精度及范圍反饋為土05，1；30；同時設(shè)有給定積分器，可在5-30s內(nèi)調(diào)節(jié)時間。 3 CF6B-2A觸發(fā)器的工作原理 該觸發(fā)器由低壓電源兼同步變壓器、給定積分器、速度以及電流調(diào)節(jié)器、模擬-數(shù)字觸發(fā)器、脈沖變壓器、過流、相序自適應等部分組成。觸發(fā)脈沖電路采用鎖相控制的模擬-數(shù)字觸發(fā)器，由低壓電源兼同步變壓器提供單相同步信號，經(jīng)由同步鎖相電路，分相形成三相同

5、步信號與來自調(diào)節(jié)器的控制電壓比較，控制脈沖發(fā)生電路，經(jīng)由GAL器件組成的分相組合電路產(chǎn)生6路雙脈沖列，再經(jīng)過放大后，經(jīng)由脈沖變壓器隔離輸出。其外型示意圖如圖1所示。 圖中，"給定速率"電位器用于調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的變化速度。速度調(diào)節(jié)器為一個比例積分調(diào)節(jié)器，他將給定積分器輸出的電壓給定信號與由11號和8號端子輸入的速度反饋信號比較，經(jīng)比例積分調(diào)節(jié)控制整流而輸出電壓以穩(wěn)定電動機轉(zhuǎn)速，其反饋量可由"電壓反饋"電位器調(diào)節(jié)，并設(shè)有速度補償電路，補償量由"速率補償"電位器整定。電流調(diào)節(jié)器也為一個比例積分調(diào)節(jié)器，他將交流互感器經(jīng)由4號、5號、6號端子輸

6、入的電流反饋信號變換成直流電壓信號，也可由?號和8號端子直接輸入電壓信號，本系統(tǒng)采用了前一種方法，其最大電流的整定可由"電流整定"電位器調(diào)節(jié)。觸發(fā)器具有開環(huán)和閉環(huán)兩種控制方式，當置于"開環(huán)"位置時，反饋回路斷開，手動調(diào)節(jié)電壓給定，控制整流輸出電壓；當置于"閉環(huán)"位置時，反饋回路接人，由調(diào)節(jié)器控制觸發(fā)電路工作。而且，觸發(fā)器面板上設(shè)"電源"、"運行"、"失控"、"過流"和6個脈沖輸出指示燈，用以顯示觸發(fā)器的工作狀態(tài)。 控制系統(tǒng)電路構(gòu)成 控制系統(tǒng)的電路構(gòu)成示意圖

7、如圖2所示。 其中，觸發(fā)器的1，2，3號端子接380V電源，且要保證1號端子的電源接線與A+，A一可控硅的接線對應，2號端子的電源接線與B+，B一可控硅的接線對應，3號端子的電源接線與C+，C一可控硅的接線對應。由于本系統(tǒng)采用交流電流反饋方案，因此4，5，6號端子接輸出為100mA的電流互感線圈，7號端子懸空，8號端子只作為速度反饋的負端，而不在作為分流器的正端，同時11號端子接速度反饋正端。因本系統(tǒng)無需采用運行開關(guān)控制電機的運轉(zhuǎn)、停止或采用點動運行，所以9，10號端子短接，12號端子懸空，此時在通電前務(wù)必先把13，14，15號端子的給定電位器調(diào)回零位。16，17，18號端子為具有過流保護繼電器的輸出端，16，17端子是繼電器的常閉觸頭輸出，17，18端子是常開觸頭輸出。19號30號端子為脈沖觸發(fā)信號輸出端，分別和對應的可控硅門極、陰極相連。 圖3與圖4是在試驗中所得到的實際三相交流電壓、相雙觸發(fā)脈沖波形和電機直流側(cè)電流波形。 由圖可見，經(jīng)過整流后的電流較為平滑，足以滿足電機的穩(wěn)定運行，這一點在實際的運行中也得到了印證。通過調(diào)節(jié)給定電位器，可以很方便地調(diào)節(jié)觸發(fā)脈沖的移相范圍，從而得到不同幅值的直流電壓波形。若主回路出現(xiàn)過壓過流等故障，過流保護電路動作，將觸發(fā)脈沖移到35度位置，并自鎖，此時輸出端沒有輸出，同時繼電保護也相應動作，從而防止電力電子器件損壞，并對電機做出