直流調(diào)速(調(diào)壓)實訓裝置

1、直流調(diào)速(調(diào)壓)實訓裝置使用說明書天津市中教儀教學儀器設備技術有限公司產(chǎn)品簡介直流調(diào)速（調(diào)壓）實訓裝置，專供拖動直流電動機調(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，對直流電動機電樞供電，并引入電壓負反饋，電流截止負反饋等，組成自動穩(wěn)速的無級調(diào)速系統(tǒng)。由于本設備各項性能良好，能滿足一般生產(chǎn)機械對調(diào)速的要求。本產(chǎn)品包括以下幾個部分：直流電機調(diào)速實訓部分（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、電阻負載部分、機組部分（并勵直流電動機、它勵直流發(fā)電機、直流測速發(fā)電機各一個）。a. 交、直流電機調(diào)速實訓部分：本系列

2、設備主電路采用三相全控橋，用交流電流互感器檢測負載電流。設備內(nèi)裝有保護報警電路，當快速熔斷器熔斷，直流輸出過流或短路，保護電路發(fā)出指令，可自動切除主電路電源，同時故障指示燈發(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。保護電路的設置提高了設備運行的安全性。每臺設備都設有獨立的勵磁電源?？梢韵蛑绷麟妱訖C提供勵磁電流。本裝置采用柜式結(jié)構，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、技術數(shù)據(jù)1、技術數(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、起動性能：在安全工作區(qū)允許范圍內(nèi)可滿負荷起動。加速電流允許整定在設備額定電流的1.5倍，起動過程平穩(wěn)無沖擊。3、過載能力：允許短時輸出1.5倍額定電流，持續(xù)時間不大于一分鐘。4、額定運行方式：連續(xù)。二、可完成實驗目錄1三相橋式整流電路實驗2三相交流電路阻性負載實驗3三相交流電路感性負載實驗4三相可控硅全控橋?qū)嶒?它勵直流發(fā)電機運行實驗6并勵直流電動機運行實驗7串勵直流電動機運行實驗8直流伺服電機運行實驗9直流測速電機實驗10正弦波觸發(fā)電路實驗11鋸齒波觸發(fā)電路實驗12直流電機開環(huán)調(diào)速實驗13直流電機單閉環(huán)調(diào)速實驗14直流電機雙閉環(huán)調(diào)速實驗三、線路結(jié)構

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、電壓負反饋、電流截止負反饋，信號保護系統(tǒng)以及勵磁電源等組成。線路系統(tǒng)方框圖如圖2所示 開環(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)電流截止負反饋電壓負反饋 線路各部分原理簡單敘述如下（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，向被控電機電樞饋送電能。控制晶閘管整

5、流元件的導通角度既可以調(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一個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（見附圖）放大器回路是系統(tǒng)的控制核心，其采用高精度運算放大器LM348作為運算部件。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、外圍控制元件簡單，是目前國內(nèi)采用較多的晶閘管觸發(fā)電路。6、電壓負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來的直流電壓經(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，所以構成電壓負反饋，加到運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、電壓隔離器通過電壓隔離器將電樞端電壓的一部分進行變換、隔離后作為電壓負反饋的輸入信號。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，因此設備工作安全可靠。8、保護系統(tǒng)本裝置在整流橋輸入側(cè)及整流橋諸元件上安設了阻容吸收裝置，防止整流元件因瞬時過電壓而擊穿。并在整流橋輸入側(cè)安設快速熔斷器，對諸整流元件進行過電壓保護。此外，設備還設有信號保護系統(tǒng)。（1）直流輸出端過流從電流互感器反饋過來的主回路

7、電流加入到調(diào)節(jié)板，其值一旦超過系統(tǒng)的設定最大過電流值（出廠時整定在額定值的150%），調(diào)節(jié)板內(nèi)將給出一個故障信號，故障繼電器KA2吸合，斷開主電路并給出一個故障信號，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0.47/630V的電容接成星形，其中點通過安裝于繼電器板上的缺相保護變壓器B3接到主整流變壓器副邊的中性點上，當快速熔斷器任何一只熔斷時，變壓器B5的副邊既感應出一峰值高電壓，該電壓加入到調(diào)節(jié)板的保護電路上時系統(tǒng)保護，重復KA2吸合過程。9、勵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，作為電機的勵磁電源。四、使用條件和應用范

8、圍1、使用條件（1）海拔高度不超過1000米（2）環(huán)境溫度為-10°+40°，空氣相對濕度不大于85%。（3）周圍介質(zhì)無腐蝕，爆炸及其他危險性氣體，無嚴重灰塵及導電塵埃，無冰雪，雨水浸入機柜內(nèi)。（4）工作間通風良好，室內(nèi)無劇烈震動。2、應用范圍本裝置為無靜差調(diào)節(jié)，不可逆直流傳動設備，其基本形式為單向運行，無制動式，五、使用注意事項1、熟悉說明書2、設備在使用前應認真檢查各部位及每一根引線的緊固情況，如發(fā)現(xiàn)有松動情況，按原位置修好。3、本設備的零線必須與交流電源的零線牢固接好。4、不準帶電“插”、“拔”插件。5、本設備（阻性負載式）不允許在低于額定電壓的65%的輸出額定電流，

9、否則會使硅元件及整流變壓器超過額定的溫升。致使燒毀，圖3列出其安全工作區(qū)曲線，設備連續(xù)運行不允許超過。6、本設備連續(xù)運行時，各部分允許溫升如表4所示部位溫升極限（°C）測試方法整流變壓器繞阻80電阻法鐵芯85點溫計銅排35點溫計導線螺栓固接處鍍錫55點溫計鍍銀70點溫計電阻元件待定點溫計絕緣導線外表處20點溫計7、設備報警后，欲解除報警，關斷主電路接通及控制電路接通旋鈕即可。8、不能用兆歐表搖測本裝置設備的絕緣強度，如需要時用萬用表測量。9、如需要更換某部件時，需參照原來的規(guī)格和型號，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、，零點接在接線柱N上。2、被控電機的起動與停止只能由本設備的開關控制，不得在輸出線中另加開關，控制電機起動。3、接通標有“控制電源”的主令開關SA1，控制電源接觸器KM2吸合，控制電源接通，插件均得電。4、接通標有“主電路接通”的主令開關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，勵磁電源得電。5、按下標有“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、順時針旋轉(zhuǎn)“電壓給定”電位器，電機起動并工作于給定轉(zhuǎn)速。7、按“給定回路斷開”按鈕，給定器電源切斷，電機停車。8、關斷“主電路接通”，主令開關SA2，KM1斷開，切斷主電路電源。9、關斷控

11、制電源主令開關SA1，KM2失電，切斷控制電路電源。在主令開關SA1上并聯(lián)了KM1的常開觸點，以保證主電路接通后控制電路，不可斷電；在主令開關SA2回路上串聯(lián)了KM2的常開觸點，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的常開觸點，用以保證主電路得電后，給定回路才可接通。七、調(diào)試與整定設備在出廠時均經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)整，符合技術條件，使用前一般無需調(diào)整，若因搬運或久置，使電位器鎖緊螺母，松動及某些部位接觸不實而影響正常工作時，如需復調(diào)可參照下述步驟進行。1、WYD（電源板）調(diào)試電源板主要由D1D12十二個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，過流繼電器提供電源。調(diào)試時可參照控制盒后視圖檢查200號線對227、228、229、230、231、232號線應為交流17V電壓，可用萬用表檢測其前面板S4測試點對S1測試點應為24V直流電，對S2測試點應為+15V直流電，對S3測試點應為-15V直流電，同時前面板的三個發(fā)光二極管應正常發(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、保護延時電路等組成。11W1：正限幅其整定值為最小整流角W2：負限幅其整定值為最小逆變角W3：截流值大小調(diào)整W4：過流值

13、大小調(diào)整W5：過流值設定S1：電壓給定值測試點 S2：PI調(diào)節(jié)器輸出值測試點S3：過流值測試點S4：截流值測試點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：電壓反饋值測試點八、附圖主電路及繼電保護裝置原理圖控 制 盒 前 視 圖 調(diào)節(jié)原理及使用說明（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現(xiàn)無靜差。即雙閉環(huán)無靜

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)電路多種故障保護電路。下面就這兩部分進行詳細分析：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)形場效應管T3等組成。其作用如下：當給定電壓Ugn與反饋電壓Ufn的絕對值都小于0.7 V時，（其值與電阻R8、R9、R10、R11、R4、R5、R6等有關具體大小，請參考運放的應用等書籍）運放A1、A2的輸出均為高電平，此時三極管T1導通，T2的基極為低電平，三極管T2導通，+15V加到場效應管的柵極上（使其導通）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）。由此可見此電路的作用是當輸入與轉(zhuǎn)速反饋電壓接近零時，封鎖住轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR，以避免停車時各調(diào)節(jié)器零漂引起可控硅整流電路有輸出電壓造成電機爬行等不正?，F(xiàn)象。當給定電壓Ugn和反饋電壓Ufn中，有一個數(shù)值其絕對值大于0.2 V時，則運算放大器A1、A2的輸出就有一個為低電平，此時三極管T1與T2均為截止狀態(tài)，-15V加到場效應管柵極，場效應管T3處于夾斷狀態(tài)，速度調(diào)節(jié)器可正常工作。當柵極從-15V時變?yōu)?15V時，（即從夾斷到導通）時，會延時100ms左右，其延時時間長短取決于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U

16、fn進行比例積分運算,通過運算放大器A3使輸出量(S2點)按某種預定的規(guī)律變化. （PI調(diào)節(jié)器）即電阻SRF 100K（無靜差） 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的輸出信號部分與電流反饋信號+Ufi進行比例積分運算。在系統(tǒng)中起到維持電流恒定的作用，并保證在過渡過程中維持最大電流不變以縮短轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)過程。二、故障保護電器其主要作用及當系統(tǒng)出現(xiàn)如：主電路缺相（Qx信號），熱繼電器保護（FR信號-15v）及主電路過流時，向電流調(diào)節(jié)器發(fā)出推信號，及延時

17、斷開主電路，使主電路斷電。正常時W6的中間點應設定一個基準電位。電壓比較器LM311的輸出為低電平，電路處于非保護狀態(tài)。1、當主電路中電流Id過大，熔斷器FU中有任意一個損壞時，缺相信號到來，見圖1-1C1、C2、C4電容值相同。誤差不大于5%C1、C2、C3的中性點n將產(chǎn)生個1/2線電壓的電壓值，其電壓通過變壓器B2，感應到副邊，經(jīng)過二極管D20整流后CJ1延時，R46、R43分壓后和W6點基準電位進行比較,當其絕對值大于W6點電位時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D觸發(fā)器Q端（1角）為高電平時，電容C12被電阻R60

18、充電（延時），當電容C12充到S端的閥值時，Q（第二個D觸發(fā)器）輸出低電平，三極管T4導通，SCR門極得到一個高電平，SCR導通記憶，斷開主電路KM。2、FR過熱信號（未用）3、主電路過電流時，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。焊接點有無短路及虛焊現(xiàn)象，導線連接是否正確。2、限副值翻轉(zhuǎn)電壓的調(diào)試ASR正限幅其值應為ASR+（W1）=Id 注：是電流反饋系數(shù),W7整定，Id主電路電流。ASR負限幅其值應為|ASR-（W2）|=ASR+（W1）ASR輸出限幅值，其數(shù)值視調(diào)節(jié)器的結(jié)構而定，在運算放大器工作電壓±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，在本拖動柜中其值為+4、-2V。給W6一個翻轉(zhuǎn)電位，其值一般定為6v。3、通電調(diào)試（帶電阻性負載）（開環(huán)）通過跳線開關K1，將調(diào)節(jié)板處于開環(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，電樞電壓應從0v300v線性可調(diào)，調(diào)節(jié)增大負載到1/4