逻辑无环流可逆直流调速系统实验报告.pdfVIP

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（ＮＭＣＬ３２）；

（２）低压控制电路及仪表（ＮＭＣＬ３１）；

（３）触发电路和晶闸管主回路（ＮＭＣＬ３３）；

（４）可调电阻（ＮＭＣＬ０３）；

（５）直流调速控制单元（ＮＭＣＬ１８）；

（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＝－（Ｒ

Ｐ１＋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