《运动控制系统》课件第3章.ppt

3.4.2逻辑控制的无环流可逆调速系统有环流可逆系统虽然具有反向快、过渡平滑等优点，但设置几个环流电抗器终究比较麻烦。因此，当工艺过程对系统正反转的平滑过渡特性要求不很高时，特别是对于大容量的系统，常采用既没有直流平均环流又没有瞬时脉动环流的无环流控制可逆系统。当一组晶闸管工作时，用逻辑电路（硬件）或逻辑算法（软件）去封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使它完全处于阻断状态，以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。DLC—无环流逻辑控制环节图3-24逻辑控制的无环流可逆调速系统原理框图1.逻辑控制无环流可逆调速系统的组成和工作原理逻辑控制无环流可逆调速系统（以下简称“逻辑无环流系统”）的原理框图示于图3-24。主电路采用两组晶闸管装置反并联电路，由于没有环流，因而不用设置环流电抗器，但为了保证稳定运行时电流波形连续，仍应保留平波电抗器Ld。控制系统采用典型的电流转速双闭环系统，为了便于采用不反映极性的电流检测方法，如图3-24中所画的交流互感器和整流器，可以为正反向电流环分别设置一个电流调节器，ACR1用来控制正组触发装置GTF，ACR2控制反组触发装置GTR，ACR1的给定信号经反号器AR作为ACR2的给定信号。为了保证不出现环流，设置了无环流逻辑控制环节DLC，这是系统中的关键环节，它按照系统的工作状态指挥系统进行正、反组的自动切换，其输出信号Ublf用来控制正组触发脉冲的封锁或开放，Ublr用来控制反组触发脉冲的封锁或开放。在任何情况下，两个信号必须是相反的，决不允许两组晶闸管同时开放脉冲，以确保主电路没有出现环流的可能。但是，和自然环流系统一样，触发脉冲的零位仍整定在αf0=αr0=90°，移相方法仍采用α=β配合控制。2.无环流逻辑控制环节无环流逻辑控制环节是逻辑无环流系统的关键环节，它的任务是：当需要切换到正组晶闸管VF工作时，封锁反组触发脉冲而开放正组脉冲；当需要切换到反组晶闸管VR工作时，封锁正组而开放反组。无环流逻辑控制通常采用数字控制，如数字逻辑电路、PLC、微机控制等，用以实现同样的逻辑控制关系。应该根据什么信息来指挥逻辑控制环节的切换动作呢？粗看起来，似乎转速给定信号的极性可以决定正组或反组工作，但是仔细分析一下，就知道这是不行的。当电机反转时固然需要开放反组，但在正转运行中要制动或减速时，也要利用反组逆变来实现回馈制动，可是这时并未改变极性。从图3-24所示的控制系统可以发现，ASR的输出信号能够胜任这项工作，反转运行和正转制动都需要电机产生负的转矩，反之，正转运行和反转制动都需要电机产生正的转矩，的极性恰好反映了电机电磁转矩方向的变化。因此，在图3-24中采用作为逻辑控制环节的一个输入信号，称为“转矩极性鉴别信号”。极性的变化只是逻辑切换的必要条件，还不是充分条件。从有环流可逆系统制动过程的分析中可以看出这个问题。例如，当正向制动开始时，的极性由负变正，但在实际电流方向未变以前，仍须保持正组开放，以便进行本组逆变，只有在实际电流降到零的时候，才应该给DLC发出命令，封锁正组，开放反组，转入反组制动。因此，在改变极性以后，还需要等到电流真正到零时，再发出“零电流检测”信号Ui0，才能发出正、反组切换的指令，这就是逻辑控制环节的第二个输入信号。逻辑切换指令发出后并不能马上执行，还须经过两段延迟时间，以确保系统的可靠工作，这两段延迟时间是封锁延时tdbl和开放延时tdt。从发出切换指令到真正封锁掉原来工作的那组晶闸管之间应该留出来一段等待时间,叫做封锁延时。由于主电流的实际波形是脉动的，而电流检测电路发出零电流数字信号Ui0时总有一个最小动作电流I0，如果脉动的主电流瞬时低于I0就立即发出Ui0信号，实际上电流仍在连续变化，这时本组正处在逆变状态，突然封锁触发脉冲将产生逆变颠覆。为了避免这种事故，在检测到零电流信号后等待一段时间，若仍不见主电流再超过I0，则说明电流确已终止，此时封锁本组脉冲就没有问题了。封锁延时Idbl大约需要半个到一个脉冲的时间，对于三相桥式电路约为2~3ms。图3-25逻辑控制切换程序流程图图3-26逻辑选触无环流可逆系统的原理框图从封锁本组脉冲到开放它组脉冲之间也要留一段等待时间，即开放延时。因为在封锁触发脉冲后，已导通的晶闸管要过一段时间后才能关断