電流_轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)的邏輯無(wú)環(huán)流直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、目錄第一章 緒論1.1 設(shè)計(jì)題目及技術(shù)指標(biāo)1.2 設(shè)計(jì)題目意義1.3 系統(tǒng)總方案設(shè)計(jì)第二章 變流器工程設(shè)計(jì) 2.1整流變壓器的選擇 2.2晶閘管的選擇 2.3平波電抗器的選擇 2.4測(cè)速發(fā)電機(jī)的選擇 2.5電流檢測(cè)電路設(shè)計(jì)第三章 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì) 3.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 3.2電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 3.3轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)第四章 晶閘管觸發(fā)電路 4.1第一節(jié) 設(shè)計(jì)原理、要求與電路選擇 4.2 T C 7 8 7的特性和功能 4.3設(shè)計(jì)與工作原理 4.4設(shè)計(jì)電路說(shuō)明與注意事項(xiàng)第五章 無(wú)環(huán)流邏輯控制器的選擇 5.1無(wú)環(huán)流邏輯控制器的組成原理 5.2電平檢測(cè)器電路的設(shè)計(jì) 5.3邏輯

2、判斷電路的設(shè)計(jì) 5.4延時(shí)電路的設(shè)計(jì)第六章 保護(hù)電路設(shè)計(jì) 6.1過(guò)載保護(hù) 6.2過(guò)流保護(hù) 6.3過(guò)壓保護(hù)第一章 緒論第一節(jié) 設(shè)計(jì)題目及技術(shù)指標(biāo)1.1 設(shè)計(jì)題目為某生產(chǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)一個(gè)調(diào)速范圍寬、起制動(dòng)性能好的直流調(diào)速系統(tǒng)，且擬定該系統(tǒng)為晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。已知系統(tǒng)中直流電動(dòng)機(jī)主要數(shù)據(jù)如下：額定功率；額定電壓；額定電流；額定轉(zhuǎn)速 ；電樞電阻 ；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 電樞回路總電阻電網(wǎng)供電電壓為三相380V；電網(wǎng)電壓波動(dòng)為+5% - -10%；速度檢測(cè)采用測(cè)速電機(jī)；控制系統(tǒng)電源電壓為1.2 技術(shù)指標(biāo)（1） 要求連續(xù)調(diào)速，可逆運(yùn)行，回饋制動(dòng)，過(guò)載倍數(shù)（2） 要求調(diào)速比,電流脈動(dòng)，靜差率（3） 要求以轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)

3、形式作為系統(tǒng)控制方案（4） 要求系統(tǒng)為邏輯無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)（5） 主回路采用電樞可逆，磁場(chǎng)單獨(dú)供電（6） 要求系統(tǒng)具有過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載保護(hù)能力第二節(jié) 設(shè)計(jì)題目意義雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中一個(gè)很重要的系統(tǒng)，而邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)是雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的典型系統(tǒng)。通過(guò)本設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，同時(shí)進(jìn)一步提高我們理論的水平。該課程設(shè)計(jì)是我們第一次接觸工程實(shí)際問(wèn)題，有一定挑戰(zhàn)性。第三節(jié) 系統(tǒng)總方案設(shè)計(jì)3.1 邏輯無(wú)環(huán)流工作原理邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。其主電路采用反并連接電路。因?yàn)闊o(wú)環(huán)流，所以不需要設(shè)置限環(huán)流電抗器，控制電路仍是

4、典型的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，只是電流環(huán)是分設(shè)的。1ACR、2ACR分別控制的是正組VF、反組VR的整流橋。正組VF、反組VR工作時(shí)有整流和逆變兩種狀態(tài)。當(dāng)給定信號(hào)U*n為正時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR輸出Ui*為負(fù)值，邏輯切換裝置DLC給正組橋VF發(fā)出觸發(fā)脈沖，使其處于整流狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)正想轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)給定信號(hào)U*n為0或負(fù)值，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR輸出Ui*為正值。由于電機(jī)電樞電流不為零，邏輯切換電路DLC仍然向正組橋VF提供脈沖，但卻使VF處于逆變狀態(tài)，電流和轉(zhuǎn)速變小。當(dāng)電樞電流為0時(shí)，反組橋VR處于整流狀態(tài)，此時(shí)電機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)，快速停車(chē)或反向運(yùn)行。邏輯控制的無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)原理圖 3.2 系統(tǒng)總體分析設(shè)

5、計(jì) 由邏輯無(wú)環(huán)流工作原理可知，邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)中，邏輯切換裝置DLC是一個(gè)核心裝置。其任務(wù)是在正組晶閘管橋工作時(shí)開(kāi)放正組脈沖，封鎖反組脈沖，反組橋工作時(shí)相反。其中DLC判斷、延時(shí)電路的正確建模和調(diào)節(jié)器參數(shù)的設(shè)置是關(guān)鍵因素。所以需要對(duì)主電路建模和參數(shù)設(shè)置?？刂齐娐方：蛥?shù)設(shè)置。第四節(jié) 系統(tǒng)主電路第二章 變流器工程設(shè)計(jì)第一節(jié) 整流變壓器的選擇第二節(jié) 晶閘管的選擇1晶閘管的額定電壓 245裕量系數(shù)取25。2 晶閘管的額定電流 選用KP-300-8平板型晶閘管第三節(jié) 平波電抗器的選擇1、電動(dòng)機(jī)電樞電感:=1.5Mh2、變壓器電感:=0.075MH其中，=3.9,=0.053、維持電流連續(xù)時(shí)

6、4、限制電流脈動(dòng)系數(shù)S=0.1時(shí) 取兩者中的較大的,所以平波電抗器的電感為2.359mH,電流連續(xù)和電流脈動(dòng)同時(shí)滿足，故采用DCL-23-7.5（其電感值為3.6 mH），第四節(jié) 測(cè)速發(fā)電機(jī)的選擇因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為1000 ，所以采用ZYS-100A型測(cè)速發(fā)電機(jī)電路圖直流測(cè)速發(fā)電機(jī)電路帶負(fù)載直流測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出特性第五節(jié) 電流檢測(cè)電路設(shè)計(jì)電流反饋環(huán)節(jié)是將主電路電流按一定的比例轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓作為電流環(huán)的反饋信號(hào)，其極性為正。檢測(cè)用電流互感器，主電路經(jīng)電流互感器檢測(cè)后，在負(fù)載電阻上獲得電壓，在經(jīng)過(guò)三相整流橋、濾波后才能作為反饋的輸入。在輸出端的、設(shè)置的由穩(wěn)壓管、三極管以及繼電器組成的過(guò)電流監(jiān)視

7、環(huán)節(jié)。電路原理圖如下：第三章 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)第一節(jié) 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備采用PI調(diào)節(jié)的單個(gè)轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差。但是如果對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高，例如要求快速起制動(dòng)，突加負(fù)載動(dòng)態(tài)速降小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足要求。為了隨心所欲的控制電流和轉(zhuǎn)速的動(dòng)態(tài)過(guò)程，可以采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng).轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)是性能很好、應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)。系統(tǒng)中引入轉(zhuǎn)速和電流負(fù)反饋，兩者之間實(shí)現(xiàn)嵌套連接。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)節(jié)器，它可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差。電流調(diào)節(jié)器作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器能夠加快動(dòng)態(tài)過(guò)程。雙閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框

8、圖給定=-15-15V，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器與電流調(diào)節(jié)器的輸出限幅均為10V。第二節(jié) 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)為了保證較好的跟隨性能，可以把電流環(huán)校正成典I型系統(tǒng)。2.1 電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的計(jì)算， 檢驗(yàn)近似條件：晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件：忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響的條件：電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件：均滿足近似要求。2.2 電流調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn) 取，則，取，取，第三節(jié) 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)為了保證較好的抗干擾性能，可以把轉(zhuǎn)速環(huán)校正成典型系統(tǒng)。3.1 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)的計(jì)算，取按跟隨性能和抗擾動(dòng)性能都較好的原則，取，則檢驗(yàn)近似條件：電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件：轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件：均滿足近似條件。3.2 轉(zhuǎn)

9、速調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)， 取則 ，取，取，附錄：1 限幅電路的實(shí)現(xiàn)2 系統(tǒng)的MATLAB仿真圖第四章 晶閘管觸發(fā)模塊第一節(jié) 設(shè)計(jì)原理、要求與電路選擇1、設(shè)計(jì)要求晶閘管裝置的的正常工作 ， 與門(mén)極觸發(fā)電路正確和可靠的運(yùn)行密切相關(guān) ， 門(mén)極觸發(fā)電路必須按電路的要求來(lái)設(shè)計(jì)。晶閘管變流裝置主電路對(duì)門(mén)極觸發(fā)電路的要求如下 ： 觸發(fā)脈沖信號(hào)對(duì)門(mén)陰極來(lái)說(shuō)必須是正極性。 觸發(fā)脈沖信號(hào)應(yīng)有一定的寬度，保證被觸發(fā)的晶閘管可靠導(dǎo)通，該脈沖的寬度一般為20一50s。對(duì)于感性負(fù)載，觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)大于晶閘管陽(yáng)極電流從零上升到擎住電流的時(shí)間，觸發(fā)脈沖的總寬度府小于100s 觸發(fā)脈沖的形式應(yīng)有助于晶閘管元件時(shí)間趨于一致，在大電流晶

10、閘管并聯(lián)電路中，要求并聯(lián)的晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，使元件在允許的didt范圍內(nèi)，為此，宜采用強(qiáng)觸發(fā)措施。 觸發(fā)脈沖應(yīng)與被觸發(fā)晶間管陽(yáng)陰極的電壓同步，并通過(guò)控制電壓使脈沖能有足夠的移相范圍。 不觸發(fā)時(shí)，觸發(fā)脈沖電路翰川加到品問(wèn)管門(mén)陰極間的漏電壓應(yīng)為O15025V。 需要對(duì)觸發(fā)信號(hào)源采用脈沖變壓器或光電鍋臺(tái)器進(jìn)行隔離。 觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的功率，觸 發(fā)脈沖的電壓和電流應(yīng)大于晶閘管要求的數(shù)值，并留有一定的裕量。 觸發(fā)脈沖的相位應(yīng)能在規(guī)定范圍內(nèi)移動(dòng)。觸發(fā)脈沖與晶閘管主電路電源必須同步，兩者頻率應(yīng)該相同， 而且要有固定的相位關(guān)系，使每一周期都能在同樣的相位上觸發(fā)。觸發(fā)脈沖的波形要符合要求。2設(shè)計(jì)原理圖1是相控式觸

11、發(fā)電路原理框圖。同步信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)與交流電源電壓之間有固定相位關(guān)系的同步信號(hào)，同步信號(hào)有方波脈沖、鋸齒波等。按照控制信號(hào)的要求，移相器相對(duì)于同步信號(hào)移相后產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)信號(hào)經(jīng)脈沖輸出器放大和隔離后送到晶閘管門(mén)極觸發(fā)晶閘管。 2.1同步信號(hào)發(fā)生器實(shí)現(xiàn)同步方法采用主電路電源電壓經(jīng)同步變壓器降壓再經(jīng)阻容移相來(lái)獲得符合相位要求的同步電壓。盡管利用同步變壓器可以獲得適當(dāng)相位同步電壓，但為了濾除電網(wǎng)電壓中的干擾信號(hào)，提高抗干擾能力，同步變壓器輸出端加設(shè)備阻容滯后移相濾波電路，由于同步變壓器二次側(cè)的同步電壓應(yīng)有公共點(diǎn)所以，同步變壓器二次側(cè)應(yīng)選用Y n接線，便于和各單元觸發(fā)電路相連。共接線組別的確定，

12、采用簡(jiǎn)化的電壓向量圖(鐘點(diǎn)法)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 例如下圖2同步環(huán)節(jié)是有同步變壓器TS、VD1、VD2、C1、R1和晶閘管V2組成。同步變壓器和整流二極管接在同意電源上，用同步變壓器的二次電壓來(lái)控制V2的通斷作用這就保證了觸發(fā)脈沖與主電路電源同步。 圖22.2控制角的移相控制方法下面介紹一種余弦交點(diǎn)的垂直移相控制法。圖3 垂直移相電路圖 圖4余弦交點(diǎn)移相控制方法原理框圖及波形圖2.3觸發(fā)信號(hào)脈沖輸出器圖 5圖 5所示是采用脈沖變壓器隔離的形式c圖中的vD1，vD2用來(lái)消除負(fù)半周波，為晶閘管提供正向觸發(fā)脈沖，R、C起抗干擾作用。vL發(fā)光二極管用來(lái)指示脈沖是否正常。3 電路選擇相控式觸發(fā)電路的形式很多。按相

13、數(shù)可分為單相、三相和多相觸發(fā)電路；按移相器的工作原理可分為水平控制、垂直控制和積分控制；按移相通道數(shù)可分為單通道、三通道和多通道；按觸發(fā)電路的實(shí)現(xiàn)方法可分為模擬和數(shù)字觸發(fā)電路。較常用的相控觸發(fā)電路有以下4種。 1多通道相控觸發(fā)電路：特點(diǎn)是多相變流器中各晶閘管觸發(fā)電路的移相電路彼此獨(dú)立，由同一控制信號(hào)進(jìn)行相位控制。它的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)，觸發(fā)角變化快速性好；缺點(diǎn)是各晶閘管的觸發(fā)脈沖對(duì)稱(chēng)性較差。它的移相器可采用垂直控制、水平控制或積分控制進(jìn)行移相。2單通道相控觸發(fā)電路：特點(diǎn)是多相變流器的觸發(fā)電路僅用同一個(gè)移相電路完成各相控制脈沖移相。因各相輸出脈沖的移相通道相同，消除了各通道特性上差異的影響

14、。輸出脈沖的對(duì)稱(chēng)度較高，某些單通道電路輸出脈沖的不對(duì)稱(chēng)度只有0.2。單通道相控觸發(fā)電路不但可以用于可控整流器、有源逆變器、周波變流器和交流調(diào)壓器，而且可以用于無(wú)源逆變器。 3三通道相控觸發(fā)電路：特點(diǎn)是三相變流器中的每相的一對(duì)晶閘管觸發(fā)電路的移相電路公用。它的輸出脈沖對(duì)稱(chēng)度較好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能確保每一相的兩只晶閘管的觸發(fā)脈沖互差180,從而可以消除平衡電抗器和整流變壓器的直流磁化。4數(shù)字式移相觸發(fā)電路：由計(jì)數(shù)器和其他一些邏輯電路組成。當(dāng)同步電壓過(guò)零時(shí)，開(kāi)始用某一頻率的計(jì)數(shù)脈沖對(duì)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)入數(shù)與計(jì)數(shù)器的預(yù)置數(shù)相等時(shí)，觸發(fā)電路就輸出一個(gè)觸發(fā)脈沖。根據(jù)不同的控制電壓，改變計(jì)數(shù)脈沖的頻率或改變預(yù)置數(shù)

15、，即可改變觸發(fā)滯后角。綜合以上各種觸發(fā)電路的特點(diǎn)與應(yīng)用范圍，又由于集成觸發(fā)電路擁有有體積小、功耗低、性能穩(wěn)定可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以我們選擇集成式單通道相控觸發(fā)電路。采用較常見(jiàn)的芯片TC787。第二節(jié) T C 7 8 7的特性和功能 T C 7 8 7觸發(fā)塊可以提供完全獨(dú)立的六路觸發(fā)脈沖 ， 它的封裝方式 為雙排直插 式 ， 芯片可以在插座上自由插拔。 它總共有 l 8只管腳， 圖 6為管腳排列示 意 圖 ， 表 I 為各管腳功能 圖 6 第三節(jié) 設(shè)計(jì)與工作原理T C 7 8 7的邏輯電路框圖組成如圖7所示。它由同步過(guò)零電路、極性檢測(cè)電路 、鋸齒波形成電路、鋸齒波比較電路 、抗干擾電路、調(diào)制脈沖發(fā)

16、生器電路、脈沖形成電路和脈沖分配電路組成。經(jīng)濾波后的三相同步電壓通過(guò)過(guò)零和極性檢測(cè)單元檢測(cè)出零點(diǎn)和極性后 ， 作為內(nèi)部三個(gè)恒流源的形成電路處理后變?yōu)榕c三相輸入同步信號(hào)相位對(duì)應(yīng)且與移相電壓大小適應(yīng)的脈沖信號(hào)送到脈沖分配及驅(qū)動(dòng)電路 假設(shè)系統(tǒng)未發(fā)生過(guò)電流 、 過(guò)電壓或其他非正常情況 ， 則引腳 5禁止端的信號(hào)無(wú)效 ， 此時(shí)脈沖分配電路根據(jù)用戶在引腳 6設(shè)定的狀態(tài)完成雙脈沖( 引腳 6為高電平) 或單脈沖( 引腳 6為低電平) 的分配功能 ，并經(jīng)輸出驅(qū)動(dòng)電路功率放大后輸出；一旦系統(tǒng)發(fā)生過(guò)電流 、 過(guò)電壓或其他非正常情況 ，則引腳 5禁止信號(hào)有效， 脈沖分配及驅(qū)動(dòng)電路 內(nèi)部的邏輯電路動(dòng)作，封鎖脈沖輸出，

17、確保集成塊的1 2 、 11 、10、9、8 、7六個(gè)引腳輸 出全為低電平，同步信號(hào)與雙脈沖觸發(fā)關(guān)系如圖8所示： 晶閘管的導(dǎo)通采用雙脈沖觸發(fā)， 脈沖寬度為 10， 每組脈 沖之間的間隔為 60觸發(fā)脈沖由 T C 7 8 7集成電路完成。 圖 7圖 8第四節(jié) 設(shè)計(jì)電路說(shuō)明與注意事項(xiàng) 同步電壓 的零點(diǎn) 取 在 12電源 電壓 處 ，所 以同步信號(hào)的“ 地” 若與電路共地，電路 的同步信號(hào)輸入端應(yīng)用電阻進(jìn)行 12分壓，然后將同步信號(hào)用電容耦合到輸入端 ； 也可將 同步信號(hào)的“ 地” 接 12電源或電路采用正負(fù)電源后，將同步信號(hào)直接接輸入端。12分壓將直接影 響同步信號(hào)的零點(diǎn)，應(yīng)選用相對(duì)誤差小于 2

18、的電阻 為了防止 電路損壞 ， 同步信號(hào)的峰值不應(yīng)超過(guò)電源電壓。由于電路檢測(cè)零點(diǎn) 的門(mén)限很小 ， 在較高頻率應(yīng)用時(shí)，同步信號(hào)的幅度還應(yīng)適當(dāng)減小。 電路采用集中式恒流源 向積分電容充電， 經(jīng) 測(cè)試， 電流在18 0A左右 ， 相對(duì)誤差小于 5 uA， 所 以為了保證三相鋸齒波的一致性， 選取積分電容的 相對(duì)誤差應(yīng)小于 5 。5 O H z時(shí) ，電容可取 0 .1 5 F左 右，較高頻率時(shí)，為了保證電容積分 幅值， 電容應(yīng)減 小 。 移相電壓的調(diào)整幅度應(yīng)與積分電容上鋸齒波 的幅值一致 考慮到電路在積分 電容上放 電的離散 性 ， 移相電壓的零電位應(yīng)比電路的負(fù)電源正 2 0 0 m V 即移相范 圍

19、在 O 2 1 3 V左右 。 脈沖發(fā)生器的電容 Cx決定了調(diào)制脈沖寬度 或方波輸出寬度 ， 電容大則 寬度寬 ， 在頻率為 5 0HZ 的 情況 下 ， 接0.01F的 電容 ， 其輸 出寬度 約 為 0.5 m s ， 若需要輸 出在01 8 0范圍內(nèi)滿幅可調(diào) ，則 Cx的值應(yīng)大 于 0.2 F。 電路的半控 全控和禁止等控制端 ，不應(yīng)在使 用時(shí)懸 空 。 輸出端有不小于 2 5 m A的輸出電流，驅(qū)動(dòng)管 要可靠 的導(dǎo)通 和截 止 ， 電路 輸 出的 限流 電阻 和管子 的 B值應(yīng)與電路相適配。 由 T C 7 8 7構(gòu)成的三相全控整流系統(tǒng)的觸發(fā)電路。 圖 9圖 9示出采用 T C 7 8

20、 7電路設(shè)計(jì)的 T CZ 6板的 電路原理圖 其中三相同步電壓的零線和電源共地，同步電壓經(jīng) R C的 型網(wǎng)絡(luò)濾波分壓并產(chǎn)生 3 O相 移 、 經(jīng)電容耦合電路取得同步信號(hào) ， 電路輸入端采用 等值電路電阻分12電壓， 以保證信號(hào)的對(duì)稱(chēng) 在電 路的 Ca、Cb、Cc上形成鋸齒波 ， 移相電壓由Ui輸 入 ， 與鋸齒波比較取得交相點(diǎn) 板上設(shè)有全控 半控 選擇焊點(diǎn) ， 可由用戶決定輸出是單脈沖還是雙脈沖。Ucf為控制端 ， 禁止高電平， 可作為過(guò)壓過(guò)流或系統(tǒng) 的開(kāi)關(guān)。當(dāng)Ucf電位大于或等于 1 2 V， 六路脈沖全部被封鎖， 系統(tǒng)處于保護(hù)狀態(tài)， 當(dāng)Ucf電位 3 v 時(shí)， 系統(tǒng)正常工作；輸出端由大功率

21、管驅(qū)動(dòng) ， 可配接脈沖變壓器， 經(jīng)隔離觸發(fā)晶閘管。圖 10圖 10所示是采用脈沖變壓器隔離的形式c圖中的vD1，vD2用來(lái)消除負(fù)半周波，為晶閘管提供正向觸發(fā)脈沖，R、C起抗干擾作用。vL發(fā)光二極管用來(lái)指示脈沖是否正常。 圖 11圖 11所采用 T CZ 6板的三相全控整流系統(tǒng) 原理圖， 其主電路為 6只晶閘管組成的全控橋整流 調(diào)壓 系統(tǒng) 三相同步變壓器要根椐主電路的接法， 接成超 前 3 0。T CZ 6板上要進(jìn)行濾波和微調(diào) 。移相電壓可 用手動(dòng)電位器調(diào)節(jié) ， 也可用主電路采樣的電流電壓 信號(hào)積分放大取得 ， 并通過(guò)閉環(huán)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)壓穩(wěn) 流?？刂贫丝筛Р蓸有盘?hào)的過(guò)流 、 過(guò)壓及缺相等問(wèn) 題進(jìn)

22、行保護(hù)。此系統(tǒng)還可用過(guò)零開(kāi)關(guān)，將移相電壓調(diào)在 0.2 v， 改變控制端的電位， 即可達(dá)到開(kāi)關(guān)的目的。第章 無(wú)環(huán)流邏輯控制器的選擇第一節(jié) 無(wú)環(huán)流邏輯控制器的組成原理根據(jù)以上要求，邏輯控制器的結(jié)構(gòu)及輸入輸出信號(hào)如下圖所示。其輸入為反映電流極性變化的電流給定信號(hào)Usi和零電流檢測(cè)信號(hào)UI0，輸出是封鎖正組和反組脈沖的信號(hào)UI和UII。這兩個(gè)輸出信號(hào)通常以數(shù)字形式表示：“0”表示封鎖，“1”表示開(kāi)放。邏輯控制器由電平檢測(cè)、邏輯判斷、延時(shí)電路和聯(lián)鎖保護(hù)四部分組成。圖3-1 邏輯控制器的組成第二節(jié) 電平檢測(cè)器電路的設(shè)計(jì)電平檢測(cè)器的功能是將控制系統(tǒng)中的模擬量轉(zhuǎn)換成“1”或“0”兩種狀態(tài)的數(shù)字量，它實(shí)際上是一

23、個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器。一般可用帶正反饋的運(yùn)算放大器組成，具有一定要求的繼電特性即可，其原理、結(jié)構(gòu)及繼電特性圖如下所示：由常正反饋的運(yùn)算放大器構(gòu)成的電平檢測(cè)器從結(jié)構(gòu)圖可得電平檢測(cè)器的閉環(huán)放大系數(shù)其中， K 為運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)， Kv 為正反饋系數(shù).當(dāng) K 一定時(shí)， 若 KKv 1， 則放大器工作于繼電狀態(tài)， 其輸入輸出特性會(huì)出現(xiàn)回環(huán)，如圖 3-16（c） 所示. 回環(huán)寬度的計(jì)算公式為：U = Uin1 - Uin2 = KU（Uexm1 - Uexm2），其中， Uexm1 和 Uexm2 分別為正向和負(fù)向飽和輸出電壓， Uin1 和 Uin2 分別為當(dāng)輸出由正變?yōu)樨?fù)和由負(fù)變?yōu)檎龝r(shí)所需的最小輸入

24、電壓 KU. R1 越小， KU 越大，正反饋?zhàn)饔迷綇?qiáng)，回環(huán)越寬. 回環(huán)寬度一般取 0.2 V左右。電平檢測(cè)器根據(jù)轉(zhuǎn)換的對(duì)象不同，又分為轉(zhuǎn)矩極性鑒別器DPT和零電流檢測(cè)器DPZ。上圖（a） 所示為轉(zhuǎn)矩極性鑒別器 DPT 的輸入輸出特性. 其輸入信號(hào)為 ASR 輸出 Ui，它是左右對(duì)稱(chēng)的；其輸出為轉(zhuǎn)矩極性信號(hào) UT，為給出 “1” 和 “0” 的數(shù)字量， 輸出應(yīng)是上下不對(duì)稱(chēng)的. 可通過(guò)在檢測(cè)器輸出加鉗位二極管實(shí)現(xiàn)，“1” 表示正向轉(zhuǎn)矩， 用正向飽和值 +12V 表示； “0” 表示負(fù)向轉(zhuǎn)矩，用負(fù)飽和值 -0.6V 表示.(12v)(12v)上圖（b） 所示為零電流檢測(cè)器 DPZ 的輸入輸出特性，

25、其輸入信號(hào)是電流互感器輸出的零電流信號(hào) Ui0，主電路有電流時(shí) Ui0 約為 +0.6V（在電流檢測(cè)電路串接二極管構(gòu)成偏移電路得到）， 零電流檢測(cè)器輸出 UZ 為 “0”； 主電路電流接近零時(shí)， Ui0 下降到 +0.2V 左右， 輸出 UZ 為 “1”，所以DPZ的輸入應(yīng)是左右不對(duì)稱(chēng)的。為此，在轉(zhuǎn)矩極性鑒別器的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)負(fù)偏置電路，將特性向右偏移即可構(gòu)成零電流檢測(cè)器。為了圖重復(fù)電流是“零”這種狀態(tài)，用DPZ的輸出UZ為“1”表示主電路電流接近零，而當(dāng)主電路有電流時(shí)，UZ則為“0”。第三節(jié) 邏輯判斷電路的設(shè)計(jì)邏輯判斷電路的任務(wù)是根據(jù)電平檢測(cè)器輸出的兩個(gè)信號(hào) UT 和 UZ， 進(jìn)行邏輯運(yùn)算

26、， 之后正確發(fā)出切換信號(hào) UF 和 UR（即封鎖原組的脈沖， 開(kāi)放另一組脈沖的指令信號(hào)）. UF 和UR 均有 “1” 和 “0” 兩種狀態(tài)， 究竟是 “1” 態(tài)還是 “0” 態(tài)表示封鎖觸發(fā)脈沖， 取決于觸發(fā)電路的結(jié)構(gòu). 現(xiàn)假設(shè) “1” 態(tài)時(shí)開(kāi)放脈沖， “0” 態(tài)時(shí)封鎖脈沖。為了確定邏輯判斷電路的邏輯結(jié)構(gòu)，先列出各種情況下邏輯判斷電路各量之間的邏輯關(guān)系刪去上表重復(fù)項(xiàng)，可得邏輯判斷電路的真值表，如下根據(jù)真值表，按脈沖封鎖條件可列出下列邏輯式：用與非門(mén)表示，為同理，可以寫(xiě)出邏輯代數(shù)與非表達(dá)式：根據(jù)以上兩式，可采用具有高抗擾能力的 HTL 單與非門(mén)組成邏輯判斷電路，如下圖所示.無(wú)環(huán)流邏輯控制器DLC

27、原理圖第四節(jié) 延時(shí)電路的設(shè)計(jì)封鎖延時(shí)和開(kāi)放延時(shí)可通過(guò)在 HTL 與非門(mén)輸入端加接二極管 VD 和電容 C 來(lái)實(shí)現(xiàn).圖 3-18 中的 C1， VD1， C2， VD2 即為延時(shí)而用. 當(dāng)與非門(mén)的輸入端由 “0” 變到 “1” 時(shí)，必須先對(duì)電容充電，待電容充到開(kāi)門(mén)電平時(shí)， “1” 才真正加到與非門(mén)輸入端， 輸出才由“1” 變 “0”，電容充電到開(kāi)門(mén)電平的時(shí)間則為延時(shí)時(shí)間. 改變電容的大小可以得到不同的延時(shí).阻容電路的充電時(shí)間式中 R充電回路電阻（HTL與非門(mén)內(nèi)阻，圖3-18中未表示出）；C外接電容；U電源電壓，HTL與非門(mén)用U =15V；Uc電容端電壓.根據(jù)所需延時(shí)時(shí)間表可計(jì)算出相應(yīng)的電容值聯(lián)鎖保護(hù)電路正常情況下，邏輯判斷與延時(shí)電路的兩個(gè)輸出 UF 和 UR 總是一個(gè)為 “1” 態(tài)而另一個(gè)為 “0” 態(tài). 一旦發(fā)生故障， 兩個(gè)輸出 UF 和 UR 如果同時(shí)為 “1” 態(tài)， 將造成兩組晶閘管同時(shí)開(kāi)放而導(dǎo)致電源短路. 為了避免這種事故，在無(wú)環(huán)流邏輯控制器的最后部分設(shè)置了多 “1” 聯(lián)鎖保護(hù)電路， 如圖 3-18 的后面部分. 其工作原理為， 正常情況下， UF 和UR 總是一個(gè)為 “1”， 另一個(gè)為 “0”， 此時(shí) A 點(diǎn)電位始終為 “1”，則實(shí)際的脈沖封鎖信號(hào) Ublf和 Ublr與 UF 和 UR 的狀態(tài)完全相同，總能封鎖一組脈