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专业方向综合课程设计——逻辑无环流可逆直流调速系统设计

一、设计内容及要求

逻辑无环流可逆直流调速系统，它主要是由速度调节器，电流调节器，反号

器，转矩极性鉴别，零电平检测，逻辑控制单元，速度变换等环节组成。其功能

主要是实现对直流电机的平滑调速。设计要求系统在给定值连续变化时实现对电

机的控制（正向启动—正向停车—正向切换到反向—反向启动—反向停车—反向

切换到正向—正向启动—正向停车）。观察这一过程的Id及n的动态波形，改变

电流调节器，速度调节器的参数，观察动态波形的变化。技术要求：

1、该调速系统能进行平滑的速度调节。

2、系统静特性良好，无静差（静差率s≦2）。

3、动态性能指标：电流的超调量δ＜5%，在额定负载下启动到额定转速时的

i

超调量δ＜5%。

n0

4、系统在5%负载以上变化的运行范围内电流连续。

5、调速系统中设置有过电压、过电流等保护，并且有制动措施。

已知负载电机额定数据P=185W，U=220V，I=1.2A,n=1600r/min，Ra=0.08

NNNN

Ω。统主电路R=0.12Ω，T=0.1s。

系

Σm

二、方案论证

有环流可逆调速系统虽然具有反映快、过渡平滑等优点，但终究是要设置几

个环流电抗器，增加系统的体积、成本和损耗。因此，当生产工艺过程对系统过

渡特性的平滑性要求不高时，特别是对于大容量的系统，从生产可靠性要求出发，

常采用既没有直流环流又没有脉动环流的无环流可逆调速系统。按实现无环流的

原理不同，可将无环流系统分为两类：逻辑无环流系统和错位无环流系统。当一

组晶闸管工作时，用逻辑电路封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使它完全处于阻断

状态，确保两组晶闸管不同时工作，从根本上切断了环流的通路，这就是逻辑控

制的无环流可逆系统。使用逻辑无环流可逆调速系统进行调速控制，可靠性高，

并且可降低成本。

三、电路原理图的总体设计

逻辑控制无环流可逆调速系统原理框图如图1所示。主电路采用两组晶闸管反

并联线路，由于无环流，不用再设置环流电抗器，但仍然保留平波电抗器，以抑

制电枢电流的脉动和保证电流连续。控制回路仍采用典型的速度、电流双闭环系

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统，并分设了两个电流调节器，1ACR用来控制正组触发装置GTF，2ACR用来控制

——

**

反组触发装置GTR。1ACR的给定信号U经反相器反相后作为2ACR的给定信号U，

ii

这样可使电流反馈信号U的极性在正、反时都不必改变，从而可以采用不反映极

i

性的电流检测器，如图中的交流互感器。为了对正、反两组出发脉冲实施封锁和

开放控制，达到无环流的目的，在系统中设置了无环流逻辑控制器DLC，这是系统

中的关键部分，必须保证其可靠工作。它按着系统的工作状态，指挥系统进行自

动切换，或者允许正组发出触发脉冲而封锁反组，或者允许反组发出触发脉冲而

封锁正组。由于主电路没设环流电抗器，一旦出现环流将造成严重的短路事故。

所以在任何时候，决不允许两组晶闸管同时开放，确保主电路没有环流产生。

正反组触发脉冲的零位仍整定在90°，工作时移相方法仍和自然环流系统一

样，我们采用用DLC