逻辑无环流可逆直流调速系统实验报告课件.docx

５.５逻辑无环流可逆直流调速系统５．５．１　实验目的 (１）熟悉逻辑无环流可逆直流调速系统的组成和工作原理。（２）掌握各控制单元的原理、作用及调试方法。（３）掌握逻辑无环流可逆调速系统的调试步骤和调试方法。（４）掌握逻辑无环流可逆调速系统的静特性和动态特性。５．５．２　实验内容（１）控制单元调试。（２）系统调试。（３）正反转机械特性ｎ＝ｆ（Ｉｄ）的测定。（４）正反转闭环控制特性ｎ＝ｆ（Ｕｇ）的测定。（５）系统动态特性的测试。５．５．３　实验设备（１）电源控制屏（ＮＭＣＬ３２）；（２）低压控制电路及仪表（ＮＭＣＬ３１）；（３）触发电路和晶闸管主回路（ＮＭＣＬ３３）；（４）可调电阻（ＮＭＣＬ０３）；（５）直流调速控制单元（ＮＭＣＬ１８）；（６）电机导轨及测速发电机（或光电编码器）；（７）直流发电机Ｍ０１；（８）直流电机Ｍ０３；（９）双踪示波器；（１０）万用表。５．５．４　实验原理逻辑无环流可逆直流调速系统原理图如图５１２所示。逻辑无环流可逆直流调速专用挂箱由ＡＲ（反号器）、ＤＰＴ（转矩极性鉴别器）、ＤＰＺ（零电流检测器）和ＤＬＣ（逻辑控制器）构成。１．反号器（ＡＲ）反号器由运算放大器及有关电阻组成（见图５１３），用于调速系统中信号需要倒相的场合。反号器的输入信号由运算放大器的反相端接入，故输出电压为Ｕｓｃ＝－（ＲＰ１＋Ｒ３）／Ｒ１×Ｕｓｒ。调节ＲＰ１的可动触点，可改变ＲＰ１的数值，使ＲＰ１＋Ｒ３＝Ｒ１，则Ｕｓｃ＝－Ｕｓｒ，输入与输出成倒相关系。元件ＲＰ１装在面板上。２．转矩极性鉴别器（ＤＰＴ）转矩极性鉴别器为一电平检测器，用于检测控制系统中转矩极性的变化；它是一个模数转换器，可将控制系统中连续变化的电平转换成逻辑运算所需的“０”、“１”状态信号。其原理如图５１４（ａ）所示。转矩极性鉴别器的输入输出特性如图５１４（ｂ）所示，具有继电特性。调节同相输入端电位器可以改变继电特性相对于零点的位置。输入输出特性的回环宽度为Ｕｋ＝Ｕｓｒ２－Ｕｓｒ１＝Ｋ１（Ｕｓｃｍ２－Ｕｓｃｍ１）式中，Ｋ１为正反馈系数，Ｋ１越大，则正反馈越强，回环宽度接越大；Ｕｓｒ２和Ｕｓｒ１分别为输出由正翻转到负和由负翻转到正所需的最小输入电压；Ｕｓｃｍ２和Ｕｓｃｍ１分别为正向和负向饱和输出电压。逻辑控制系统中的电平检测环宽一般取０．２～０．６Ｖ，环宽大时能提高系统抗干扰能力，但环过宽时会使系统动作迟缓。３．零电流检测器（ＤＰＺ）零电流检测器也是一个电平检测器，其工作原理与转矩极性鉴别器相同，在控制系统中进行零电流检测，其原理图和输入输出特性分别如图５１５（ａ）和５１５（ｂ）所示。４．逻辑控制器（ＤＬＣ）逻辑控制器用于逻辑无环流可逆直流调速系统，其作用是对转矩极性和主回路零电流信号进行逻辑运算，切换加于正组桥或反组桥晶闸管整流装置上的触发脉冲，以实现系统的无环流运行，其原理如图５１６所示。逻辑控制器主要由逻辑判断电路、延时电路、逻辑保护电路和推β电路等环节组成。　　１）逻辑判断环节逻辑判断环节的任务是根据转矩极性检测器和零电流检测器的输出ＵＭ和ＵＩ状态，正确地判断晶闸管的触发脉冲是否需要进行切换（由ＵＭ是否变换状态决定）及切换条件是否具备（由ＵＩ是否从“０”变“１”决定）。即：在ＵＭ变号后，零电流检测器检测到主电路电流过零（ＵＩ＝“１”）时，逻辑判断电路立即翻转，同时应保证在任何时刻逻辑判断电路的输出ＵＺ和ＵＦ状态必须相反。２）延时环节要使正、反两组整流装置安全、可靠地切换工作，必须在逻辑无环流系统中的逻辑判断电路发出切换指令ＵＺ或ＵＦ后，经关断等待时间ｔ１（约３ｍｓ）和触发等待时间ｔ２（约１０ｍｓ）之后才能执行切换指令，故设置相应的延时电路。延时电路中的ＶＤ１、ＶＤ２、Ｃ１、Ｃ２起ｔ１的延时作用，ＶＤ３、ＶＤ４、Ｃ３、Ｃ４起ｔ２的延时作用。３）逻辑保护环节逻辑保护环节也称为“多一”保护环节，当逻辑电路发生故障时，ＵＺ、ＵＦ的输出同时为“１”状态，逻辑控制器的两个输出端Ｕｂｌｆ和Ｕｂｌｒ全为“０“状态，造成两组整流装置同时开放，引起短路环流事故。加入逻辑保护环流环节后，当ＵＺ、ＵＦ全为“１”状态时，使逻辑保护环节输出Ａ点电位变为“０”，使Ｕｂｌｆ和Ｕｂｌｒ都为高电平，两组触发脉冲同时封锁，避免产生短路环流事故。４）推β环节在正、反桥切换时，逻辑控制器中的Ｇ８输出“１”状态信号，将此信号送入ＡＣＲ的输入端作为脉冲后移推β指令，从而可避免切换时电流的冲击。５）功率放大输出环节因与非门输出功率有限，为了能可靠推动脉冲门Ⅰ或Ⅱ，故加了由Ｖ１和Ｖ２组成的功率放大级，由逻辑信号ＵＬＫ１和ＵＬＫ２进行控制，或为“通”或为“断”来控制触发脉冲门Ⅰ或触发脉冲门Ⅱ。５．系统组成与工作原理逻辑无环流系统的主回路由两组反并联的三相全控整流桥组成，由于没有环流，两组可控整流桥之间可省去限制