直流調(diào)速(調(diào)壓)實(shí)訓(xùn)裝置

1、直流調(diào)速(調(diào)壓)實(shí)訓(xùn)裝置使用說(shuō)明書天津市中教儀教學(xué)儀器設(shè)備技術(shù)有限公司產(chǎn)品簡(jiǎn)介直流調(diào)速（調(diào)壓）實(shí)訓(xùn)裝置，專供拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速用，也可作為可調(diào)直流電源使用。以晶閘管整流器將交流電整流成為可調(diào)直流電，對(duì)直流電動(dòng)機(jī)電樞供電，并引入電壓負(fù)反饋，電流截止負(fù)反饋等，組成自動(dòng)穩(wěn)速的無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)。由于本設(shè)備各項(xiàng)性能良好，能滿足一般生產(chǎn)機(jī)械對(duì)調(diào)速的要求。本產(chǎn)品包括以下幾個(gè)部分：直流電機(jī)調(diào)速實(shí)訓(xùn)部分（單閉環(huán)、雙閉環(huán)調(diào)速板各一塊）、給定回路及同步變壓器部分、正弦波觸發(fā)電路部分、鋸齒波觸發(fā)電路部分、電阻負(fù)載部分、機(jī)組部分（并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、它勵(lì)直流發(fā)電機(jī)、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)各一個(gè)）。a. 交、直流電機(jī)調(diào)速實(shí)訓(xùn)部分：本系列

2、設(shè)備主電路采用三相全控橋，用交流電流互感器檢測(cè)負(fù)載電流。設(shè)備內(nèi)裝有保護(hù)報(bào)警電路，當(dāng)快速熔斷器熔斷，直流輸出過(guò)流或短路，保護(hù)電路發(fā)出指令，可自動(dòng)切除主電路電源，同時(shí)故障指示燈發(fā)亮，直至操作人員切斷控制裝置電源，故障指示燈才可熄滅。保護(hù)電路的設(shè)置提高了設(shè)備運(yùn)行的安全性。每臺(tái)設(shè)備都設(shè)有獨(dú)立的勵(lì)磁電源。可以向直流電動(dòng)機(jī)提供勵(lì)磁電流。本裝置采用柜式結(jié)構(gòu)，柜內(nèi)最下層安裝整流變壓器，其他部件由下而上分層安裝于柜內(nèi)的立柱上。一、技術(shù)數(shù)據(jù)1、技術(shù)數(shù)據(jù)如表1所列：規(guī)格額定交流輸入 直流輸出調(diào)速范圍靜差率勵(lì)磁輸出能力相數(shù)電壓（V）電流（A）電壓（V）電流（A）電壓（V）電流（A）20/2303N38014.50-2

3、202020：1±5%22022、起動(dòng)性能：在安全工作區(qū)允許范圍內(nèi)可滿負(fù)荷起動(dòng)。加速電流允許整定在設(shè)備額定電流的1.5倍，起動(dòng)過(guò)程平穩(wěn)無(wú)沖擊。3、過(guò)載能力：允許短時(shí)輸出1.5倍額定電流，持續(xù)時(shí)間不大于一分鐘。4、額定運(yùn)行方式：連續(xù)。二、可完成實(shí)驗(yàn)?zāi)夸?三相橋式整流電路實(shí)驗(yàn)2三相交流電路阻性負(fù)載實(shí)驗(yàn)3三相交流電路感性負(fù)載實(shí)驗(yàn)4三相可控硅全控橋?qū)嶒?yàn)5它勵(lì)直流發(fā)電機(jī)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)6并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)7串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)8直流伺服電機(jī)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)9直流測(cè)速電機(jī)實(shí)驗(yàn)10正弦波觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)11鋸齒波觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)12直流電機(jī)開(kāi)環(huán)調(diào)速實(shí)驗(yàn)13直流電機(jī)單閉環(huán)調(diào)速實(shí)驗(yàn)14直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速實(shí)驗(yàn)三、線路結(jié)構(gòu)

4、和工作原理本裝置由晶閘管整流系統(tǒng)給定器、放大器、集成移相脈沖觸發(fā)器、電壓負(fù)反饋、電流截止負(fù)反饋，信號(hào)保護(hù)系統(tǒng)以及勵(lì)磁電源等組成。線路系統(tǒng)方框圖如圖2所示 開(kāi)環(huán)可控硅整流放大器給定積分環(huán)節(jié)移相觸發(fā)給定器 Ud Ud 閉環(huán)電流截止負(fù)反饋電壓負(fù)反饋 線路各部分原理簡(jiǎn)單敘述如下（其電路參照電氣原理圖）。1、整流變壓器。為了減少對(duì)電網(wǎng)波形的影響，本裝置的整流變壓器接線采用/Y0-11方式。2、可控硅整流系統(tǒng)本裝置主電路采用三相橋式整流電路，三相交流電經(jīng)交流接觸器KM1引至整流變壓器B1原邊，由B1變壓經(jīng)過(guò)快速熔斷器RSO引至三相整流橋，由該整流橋整流后，輸出直流電源，向被控電機(jī)電樞饋送電能?？刂凭чl管整

5、流元件的導(dǎo)通角度既可以調(diào)節(jié)整流橋輸出的直流電壓。3、給定環(huán)節(jié)由中間繼電器KA1控制的給定電源通過(guò)一個(gè)1.2K電阻加到本裝置控制盤上的給定電位器上，調(diào)節(jié)此電位器可得到0-10V左右的直流給定電壓。4、放大器（見(jiàn)附圖）放大器回路是系統(tǒng)的控制核心，其采用高精度運(yùn)算放大器LM348作為運(yùn)算部件。5、集成脈沖觸發(fā)器本系統(tǒng)采用專用的集成脈沖產(chǎn)生芯片KC04作為系統(tǒng)的脈沖產(chǎn)生電路。該芯片性能穩(wěn)定可靠、移相范圍寬、外圍控制元件簡(jiǎn)單，是目前國(guó)內(nèi)采用較多的晶閘管觸發(fā)電路。6、電壓負(fù)反饋本裝置采用并聯(lián)反饋方式，電壓、電流反饋量均與給定電壓并聯(lián)綜合。從晶閘管輸出端按一定比例反饋過(guò)來(lái)的直流電壓經(jīng)電壓隔離器隔離后加到調(diào)節(jié)

6、放大單元。由于給定電壓和反饋電壓是反極性連接，所以構(gòu)成電壓負(fù)反饋，加到運(yùn)算放大器輸入端的電壓為給定電壓與反饋電壓的差值U，其值經(jīng)PI調(diào)節(jié)運(yùn)算后，加到觸發(fā)器的輸入端作為觸發(fā)器的控制電壓。7、電壓隔離器通過(guò)電壓隔離器將電樞端電壓的一部分進(jìn)行變換、隔離后作為電壓負(fù)反饋的輸入信號(hào)。由于隔離器的隔離作用，控制系統(tǒng)與高電壓的主電路不發(fā)生直接的電聯(lián)系，因此設(shè)備工作安全可靠。8、保護(hù)系統(tǒng)本裝置在整流橋輸入側(cè)及整流橋諸元件上安設(shè)了阻容吸收裝置，防止整流元件因瞬時(shí)過(guò)電壓而擊穿。并在整流橋輸入側(cè)安設(shè)快速熔斷器，對(duì)諸整流元件進(jìn)行過(guò)電壓保護(hù)。此外，設(shè)備還設(shè)有信號(hào)保護(hù)系統(tǒng)。（1）直流輸出端過(guò)流從電流互感器反饋過(guò)來(lái)的主回路

7、電流加入到調(diào)節(jié)板，其值一旦超過(guò)系統(tǒng)的設(shè)定最大過(guò)電流值（出廠時(shí)整定在額定值的150%），調(diào)節(jié)板內(nèi)將給出一個(gè)故障信號(hào)，故障繼電器KA2吸合，斷開(kāi)主電路并給出一個(gè)故障信號(hào)，H1得電指示。（2）快速熔斷器熔斷安裝在快速熔斷器輸出端的三個(gè)0.47/630V的電容接成星形，其中點(diǎn)通過(guò)安裝于繼電器板上的缺相保護(hù)變壓器B3接到主整流變壓器副邊的中性點(diǎn)上，當(dāng)快速熔斷器任何一只熔斷時(shí)，變壓器B5的副邊既感應(yīng)出一峰值高電壓，該電壓加入到調(diào)節(jié)板的保護(hù)電路上時(shí)系統(tǒng)保護(hù)，重復(fù)KA2吸合過(guò)程。9、勵(lì)磁電源由整流變壓器B1副邊取出的264V的交流電源經(jīng)單相橋整流后變?yōu)?20V直流電源，作為電機(jī)的勵(lì)磁電源。四、使用條件和應(yīng)用范

8、圍1、使用條件（1）海拔高度不超過(guò)1000米（2）環(huán)境溫度為-10°+40°，空氣相對(duì)濕度不大于85%。（3）周圍介質(zhì)無(wú)腐蝕，爆炸及其他危險(xiǎn)性氣體，無(wú)嚴(yán)重灰塵及導(dǎo)電塵埃，無(wú)冰雪，雨水浸入機(jī)柜內(nèi)。（4）工作間通風(fēng)良好，室內(nèi)無(wú)劇烈震動(dòng)。2、應(yīng)用范圍本裝置為無(wú)靜差調(diào)節(jié)，不可逆直流傳動(dòng)設(shè)備，其基本形式為單向運(yùn)行，無(wú)制動(dòng)式，五、使用注意事項(xiàng)1、熟悉說(shuō)明書2、設(shè)備在使用前應(yīng)認(rèn)真檢查各部位及每一根引線的緊固情況，如發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)情況，按原位置修好。3、本設(shè)備的零線必須與交流電源的零線牢固接好。4、不準(zhǔn)帶電“插”、“拔”插件。5、本設(shè)備（阻性負(fù)載式）不允許在低于額定電壓的65%的輸出額定電流，

9、否則會(huì)使硅元件及整流變壓器超過(guò)額定的溫升。致使燒毀，圖3列出其安全工作區(qū)曲線，設(shè)備連續(xù)運(yùn)行不允許超過(guò)。6、本設(shè)備連續(xù)運(yùn)行時(shí)，各部分允許溫升如表4所示部位溫升極限（°C）測(cè)試方法整流變壓器繞阻80電阻法鐵芯85點(diǎn)溫計(jì)銅排35點(diǎn)溫計(jì)導(dǎo)線螺栓固接處鍍錫55點(diǎn)溫計(jì)鍍銀70點(diǎn)溫計(jì)電阻元件待定點(diǎn)溫計(jì)絕緣導(dǎo)線外表處20點(diǎn)溫計(jì)7、設(shè)備報(bào)警后，欲解除報(bào)警，關(guān)斷主電路接通及控制電路接通旋鈕即可。8、不能用兆歐表?yè)u測(cè)本裝置設(shè)備的絕緣強(qiáng)度，如需要時(shí)用萬(wàn)用表測(cè)量。9、如需要更換某部件時(shí)，需參照原來(lái)的規(guī)格和型號(hào)，保持線路原有性能。六、使用方法1、將三相四線制380V交流電壓的U、V、W三相接至交流接觸器KM1上

10、，零點(diǎn)接在接線柱N上。2、被控電機(jī)的起動(dòng)與停止只能由本設(shè)備的開(kāi)關(guān)控制，不得在輸出線中另加開(kāi)關(guān)，控制電機(jī)起動(dòng)。3、接通標(biāo)有“控制電源”的主令開(kāi)關(guān)SA1，控制電源接觸器KM2吸合，控制電源接通，插件均得電。4、接通標(biāo)有“主電路接通”的主令開(kāi)關(guān)SA2，主接觸器KM1吸合，整流變壓器B1得電并將三相交流電送至整流橋，勵(lì)磁電源得電。5、按下標(biāo)有“給定回路接通”按鈕SB2，給定回路繼電器KA1吸合，給定回路電源接通。6、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)“電壓給定”電位器，電機(jī)起動(dòng)并工作于給定轉(zhuǎn)速。7、按“給定回路斷開(kāi)”按鈕，給定器電源切斷，電機(jī)停車。8、關(guān)斷“主電路接通”，主令開(kāi)關(guān)SA2，KM1斷開(kāi)，切斷主電路電源。9、關(guān)斷控

11、制電源主令開(kāi)關(guān)SA1，KM2失電，切斷控制電路電源。在主令開(kāi)關(guān)SA1上并聯(lián)了KM1的常開(kāi)觸點(diǎn)，以保證主電路接通后控制電路，不可斷電；在主令開(kāi)關(guān)SA2回路上串聯(lián)了KM2的常開(kāi)觸點(diǎn)，用以保證只有在控制電路得電后，主電路方可得電；在給定回路中串聯(lián)了KM1的常開(kāi)觸點(diǎn)，用以保證主電路得電后，給定回路才可接通。七、調(diào)試與整定設(shè)備在出廠時(shí)均經(jīng)過(guò)系統(tǒng)調(diào)整，符合技術(shù)條件，使用前一般無(wú)需調(diào)整，若因搬運(yùn)或久置，使電位器鎖緊螺母，松動(dòng)及某些部位接觸不實(shí)而影響正常工作時(shí)，如需復(fù)調(diào)可參照下述步驟進(jìn)行。1、WYD（電源板）調(diào)試電源板主要由D1D12十二個(gè)二極管組成的橋式整流電路，濾波后給LM7815和LM7915集成穩(wěn)壓器

12、提供電源，其輸出為各控制板及脈沖變壓器，過(guò)流繼電器提供電源。調(diào)試時(shí)可參照控制盒后視圖檢查200號(hào)線對(duì)227、228、229、230、231、232號(hào)線應(yīng)為交流17V電壓，可用萬(wàn)用表檢測(cè)其前面板S4測(cè)試點(diǎn)對(duì)S1測(cè)試點(diǎn)應(yīng)為24V直流電，對(duì)S2測(cè)試點(diǎn)應(yīng)為+15V直流電，對(duì)S3測(cè)試點(diǎn)應(yīng)為-15V直流電，同時(shí)前面板的三個(gè)發(fā)光二極管應(yīng)正常發(fā)亮。（注意：在電源板正常的情況下才允許插入其他控制板）。2、TJD（調(diào)節(jié)板）調(diào)試調(diào)節(jié)板是控制電路的核心，它主要由零速封鎖電路給定積分電路、I調(diào)節(jié)電路、保護(hù)延時(shí)電路等組成。11W1：正限幅其整定值為最小整流角W2：負(fù)限幅其整定值為最小逆變角W3：截流值大小調(diào)整W4：過(guò)流值

13、大小調(diào)整W5：過(guò)流值設(shè)定S1：電壓給定值測(cè)試點(diǎn) S2：PI調(diào)節(jié)器輸出值測(cè)試點(diǎn)S3：過(guò)流值測(cè)試點(diǎn)S4：截流值測(cè)試點(diǎn)W6：給定積分值調(diào)整3、CFD（觸發(fā)板）調(diào)試觸發(fā)板主要為可控硅提供雙窄脈沖。W1：斜率（U相的斜率）W2：斜率（V相的斜率）W3：斜率（W相的斜率）W4：U偏（可控硅的初相角）S1：斜率值S2：斜率值S3：斜率值S4：U偏值4、YGD（隔離板）調(diào)試隔離板主要是使主電路和控制電路之間不存在電氣的聯(lián)系。W1：電壓反饋值調(diào)整 S1：電壓反饋值測(cè)試點(diǎn)八、附圖主電路及繼電保護(hù)裝置原理圖控 制 盒 前 視 圖 調(diào)節(jié)原理及使用說(shuō)明（雙閉環(huán)系統(tǒng)）該調(diào)節(jié)板主要作用是使速度及電流實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差。即雙閉環(huán)無(wú)靜

14、差系統(tǒng)。其組成主要分為兩大部分：零速封鎖及PI調(diào)節(jié)電路多種故障保護(hù)電路。下面就這兩部分進(jìn)行詳細(xì)分析：一、零速封鎖及PI調(diào)節(jié)電路 ：這部分電路也由兩小部分組成； 1、零速封鎖電路 主要由運(yùn)算放大器：A1、A2；穩(wěn)壓管Z1；三極管T1、T2；二極管D11及結(jié)形場(chǎng)效應(yīng)管T3等組成。其作用如下：當(dāng)給定電壓Ugn與反饋電壓Ufn的絕對(duì)值都小于0.7 V時(shí)，（其值與電阻R8、R9、R10、R11、R4、R5、R6等有關(guān)具體大小，請(qǐng)參考運(yùn)放的應(yīng)用等書籍）運(yùn)放A1、A2的輸出均為高電平，此時(shí)三極管T1導(dǎo)通，T2的基極為低電平，三極管T2導(dǎo)通，+15V加到場(chǎng)效應(yīng)管的柵極上（使其導(dǎo)通）封鎖轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，使轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器

15、輸出電壓為0V，（即S2點(diǎn)）。由此可見(jiàn)此電路的作用是當(dāng)輸入與轉(zhuǎn)速反饋電壓接近零時(shí)，封鎖住轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR，以避免停車時(shí)各調(diào)節(jié)器零漂引起可控硅整流電路有輸出電壓造成電機(jī)爬行等不正常現(xiàn)象。當(dāng)給定電壓Ugn和反饋電壓Ufn中，有一個(gè)數(shù)值其絕對(duì)值大于0.2 V時(shí)，則運(yùn)算放大器A1、A2的輸出就有一個(gè)為低電平，此時(shí)三極管T1與T2均為截止?fàn)顟B(tài)，-15V加到場(chǎng)效應(yīng)管柵極，場(chǎng)效應(yīng)管T3處于夾斷狀態(tài)，速度調(diào)節(jié)器可正常工作。當(dāng)柵極從-15V時(shí)變?yōu)?15V時(shí)，（即從夾斷到導(dǎo)通）時(shí)，會(huì)延時(shí)100ms左右，其延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)短取決于R23和C1充電回路常數(shù)。2、調(diào)節(jié)器部分速調(diào)節(jié)器ASR部分其作用是把給定信Ugn與反饋信號(hào)U

16、fn進(jìn)行比例積分運(yùn)算,通過(guò)運(yùn)算放大器A3使輸出量(S2點(diǎn))按某種預(yù)定的規(guī)律變化. （PI調(diào)節(jié)器）即電阻SRF 100K（無(wú)靜差） C4 0.47u （P調(diào)節(jié)器） SRF 100k（有靜差） （I調(diào)節(jié)器） C4 0.47（無(wú)靜差）電流調(diào)節(jié)器ACR部分電流調(diào)節(jié)器的作用與速度調(diào)節(jié)器ASR的作用類似，它把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出信號(hào)部分與電流反饋信號(hào)+Ufi進(jìn)行比例積分運(yùn)算。在系統(tǒng)中起到維持電流恒定的作用，并保證在過(guò)渡過(guò)程中維持最大電流不變以縮短轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)過(guò)程。二、故障保護(hù)電器其主要作用及當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)如：主電路缺相（Qx信號(hào)），熱繼電器保護(hù)（FR信號(hào)-15v）及主電路過(guò)流時(shí)，向電流調(diào)節(jié)器發(fā)出推信號(hào)，及延時(shí)

17、斷開(kāi)主電路，使主電路斷電。正常時(shí)W6的中間點(diǎn)應(yīng)設(shè)定一個(gè)基準(zhǔn)電位。電壓比較器LM311的輸出為低電平，電路處于非保護(hù)狀態(tài)。1、當(dāng)主電路中電流Id過(guò)大，熔斷器FU中有任意一個(gè)損壞時(shí)，缺相信號(hào)到來(lái)，見(jiàn)圖1-1C1、C2、C4電容值相同。誤差不大于5%C1、C2、C3的中性點(diǎn)n將產(chǎn)生個(gè)1/2線電壓的電壓值，其電壓通過(guò)變壓器B2，感應(yīng)到副邊，經(jīng)過(guò)二極管D20整流后CJ1延時(shí)，R46、R43分壓后和W6點(diǎn)基準(zhǔn)電位進(jìn)行比較,當(dāng)其絕對(duì)值大于W6點(diǎn)電位時(shí)LM311的輸出為高電平，D觸發(fā)器Q端（1角）為高電平，輸入到電流調(diào)節(jié)器ACR，使其輸出為min（推），當(dāng)D觸發(fā)器Q端（1角）為高電平時(shí)，電容C12被電阻R60

18、充電（延時(shí)），當(dāng)電容C12充到S端的閥值時(shí)，Q（第二個(gè)D觸發(fā)器）輸出低電平，三極管T4導(dǎo)通，SCR門極得到一個(gè)高電平，SCR導(dǎo)通記憶，斷開(kāi)主電路KM。2、FR過(guò)熱信號(hào)（未用）3、主電路過(guò)電流時(shí)，其大小由W5控制。二、系統(tǒng)調(diào)試1、控制板通電前，一定檢查所安裝焊接的器件是否與圖紙一致。焊接點(diǎn)有無(wú)短路及虛焊現(xiàn)象，導(dǎo)線連接是否正確。2、限副值翻轉(zhuǎn)電壓的調(diào)試ASR正限幅其值應(yīng)為ASR+（W1）=Id 注：是電流反饋系數(shù),W7整定，Id主電路電流。ASR負(fù)限幅其值應(yīng)為|ASR-（W2）|=ASR+（W1）ASR輸出限幅值，其數(shù)值視調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)而定，在運(yùn)算放大器工作電壓±15v的情況下，ASR的輸出限幅值取±4±10v為宜，電路中其值為±4v。電器調(diào)節(jié)器ACR的正負(fù)限幅值的作用是限定系統(tǒng)的最小整流min角和最小逆變角min，其大小與觸發(fā)電路的形式有關(guān)，在本拖動(dòng)柜中其值為+4、-2V。給W6一個(gè)翻轉(zhuǎn)電位，其值一般定為6v。3、通電調(diào)試（帶電阻性負(fù)載）（開(kāi)環(huán)）通過(guò)跳線開(kāi)關(guān)K1，將調(diào)節(jié)板處于開(kāi)環(huán)位置，接通控制電路，主電路及給定回路后，從零緩慢調(diào)節(jié)給定電位器，電樞電壓應(yīng)從0v300v線性可調(diào)，調(diào)節(jié)增大負(fù)載到1/4