無環(huán)流邏輯控制器DLC設(shè)計課程設(shè)計

1、目錄1 邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)11.1 無環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)簡介11.2系統(tǒng)設(shè)計32系統(tǒng)主電路設(shè)計42.1主電路原理及說明43 調(diào)節(jié)器的設(shè)計53.1電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計53.1.1.確定電流調(diào)節(jié)器的時間常數(shù)63.1.2.設(shè)計電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)63.2速度調(diào)節(jié)器的設(shè)計6電流環(huán)的等效閉環(huán)傳遞函數(shù)7確定轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的時間常數(shù)7轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)設(shè)計84無環(huán)流邏輯控制器DLC設(shè)計94.1 無環(huán)流邏輯裝置的組成94.2 無環(huán)流邏輯裝置的設(shè)計105觸發(fā)電路設(shè)計155.1 系統(tǒng)對觸發(fā)器的要求155.2 觸發(fā)電路及其特點156 保護(hù)電路設(shè)計176.1 過電流保護(hù)176.2過電壓保護(hù)177項目設(shè)計結(jié)果分析20心得與體會22參考文獻(xiàn)

2、231 邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)1.1 無環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)簡介許多生產(chǎn)機械要求電動機既能正轉(zhuǎn)，又能反轉(zhuǎn)，而且常常還需要快速的啟動和制動，這就需要電力拖動系統(tǒng)具有四象限運行的特性，也就是需要可逆的調(diào)速系統(tǒng)。采用兩組晶閘管反并聯(lián)的可逆調(diào)速系統(tǒng)解決了電動機的正、反轉(zhuǎn)運行和回饋制動問題，但是，如果兩組裝置的整流電壓同時出現(xiàn)，便會產(chǎn)生不流過負(fù)載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流，稱做環(huán)流。這樣的環(huán)流對負(fù)載無益，只會加重晶閘管和變壓器的負(fù)擔(dān)，消耗功率。換流太大時會導(dǎo)致晶閘管損壞，因此應(yīng)該予以抑制或消除有環(huán)流可逆系統(tǒng)雖然具有反向快、過渡平滑等優(yōu)點，但設(shè)置幾個環(huán)流電抗器終究是個累贅。因此，當(dāng)工藝過程對系統(tǒng)過度特性

3、的平滑性要求不高時，特別是對于大容量的系統(tǒng)，常采用既沒有直流平均環(huán)流又沒有瞬時脈動環(huán)流的無環(huán)流可逆系統(tǒng)。無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)可按實現(xiàn)無環(huán)流原理的不同而分為兩大類：邏輯無環(huán)流系統(tǒng)和錯位控制無環(huán)流系統(tǒng)。而錯位無環(huán)流系統(tǒng)在目前的生產(chǎn)中應(yīng)用很少，邏輯無環(huán)流系統(tǒng)目前生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的可逆系統(tǒng)，當(dāng)一組晶閘管工作時，用邏輯電路封鎖另一組晶閘管的觸發(fā)脈沖，使它完全處于阻斷狀態(tài)，確保兩組晶閘管不同時工作，從根本上切斷了環(huán)流的通路，這就是邏輯控制的無環(huán)流可逆系統(tǒng)，組成邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)的思路是：任何時候只觸發(fā)一組整流橋，另一組整流橋封鎖，完全杜絕了產(chǎn)生環(huán)流的可能。至于選擇哪一組工作，就看電動機組需要的轉(zhuǎn)矩方向。若

4、需正向電動，應(yīng)觸發(fā)正組橋；若需反向電動，就應(yīng)觸發(fā)反組橋，可見，觸發(fā)的選擇應(yīng)決定于電動機轉(zhuǎn)矩的極性，在恒磁通下，就決定于信號。同時還要考慮什么時候封鎖原來工作橋的問題，這要看工作橋又沒有電流存在，有電流時不應(yīng)封鎖，否則，開放另一組橋時容易造成二橋短路?？梢?，只要用信號極性和電流“有”、“無”信號可以判定應(yīng)封鎖哪一組橋，開放哪一組橋。基于這種邏輯判斷電路的“指揮”下工作的可逆系統(tǒng)稱邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)。下圖為邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)原理圖。圖1.1 邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)原理圖ASR速度調(diào)節(jié)器ACR1ACR2正反組電流調(diào)節(jié)器GTF、GTR正反組整流裝置VF、VR正反組整流橋DLC無環(huán)流邏輯控制器HX推

5、裝置TA交流互感器TG測速發(fā)電機M工作臺電動機LB電流變換器AR反號器GL過流保護(hù)環(huán)節(jié)1.2系統(tǒng)設(shè)計 要實現(xiàn)邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速，就要采用橋式全控整流逆變電路。要達(dá)到電流和轉(zhuǎn)速的超調(diào)要求就要設(shè)計電流-轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)調(diào)速器；邏輯無環(huán)流的重要部分就是要采用邏輯控制，保證只有一組橋路工作，另一組封鎖。邏輯控制器可以采用組合邏輯元件和一些分立的電子器件組成，也可用單片機實現(xiàn)，本文使用PLC來實現(xiàn)邏輯控制；觸發(fā)電路要保證晶閘管在合適的時候?qū)ɑ蚪刂?，并且要能方便的改變觸發(fā)脈沖的相位，達(dá)到實時調(diào)整輸出電壓的目的，從而實現(xiàn)調(diào)速。保護(hù)電路有瞬時過壓抑制，過電流保護(hù)和過電壓保護(hù)，當(dāng)過壓或過流時封鎖觸發(fā)脈沖，從而實現(xiàn)保

6、護(hù)功能。2系統(tǒng)主電路設(shè)計2.1主電路原理及說明 邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的主電路如下圖所示:圖2.1 邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)主電路兩組橋在任何時刻只有一組投入工作（另一組關(guān)斷），所以在兩組橋之間就不會存在環(huán)流。但當(dāng)兩組橋之間需要切換時，不能簡單的把原來工作著的一組橋的觸發(fā)脈沖立即封鎖，而同時把原來封鎖著的一組橋立即開通，因為已經(jīng)導(dǎo)通的晶閘管并不能在觸發(fā)脈沖取消的一瞬間立即被關(guān)斷，必須待晶閘管承受反壓時才能關(guān)斷。如果對兩組橋的觸發(fā)脈沖的封鎖和開放同時進(jìn)行，原先導(dǎo)通的那組橋不能立即關(guān)斷，而原先封鎖著的那組橋已經(jīng)開通，出現(xiàn)兩組橋同時導(dǎo)通的情況，因沒有環(huán)流電抗器，將會產(chǎn)生很大的短路電流，把晶閘管

7、燒毀。為此首先應(yīng)是已導(dǎo)通的的晶閘管斷流，要妥當(dāng)處理主回路中的電感儲存的一部分能量回饋給電網(wǎng)，其余部分消耗在電機上，直到儲存的能量釋放完，主回路電流變?yōu)榱?，使原晶閘管恢復(fù)阻斷能力，隨后再開通原來封鎖著的那組橋的晶閘管，使其觸發(fā)導(dǎo)通。3 調(diào)節(jié)器的設(shè)計3.1電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計圖3.1 電流調(diào)節(jié)器.確定電流調(diào)節(jié)器的時間常數(shù)（1） 整流裝置滯后時間常數(shù)Ts：三相橋式電路平均失控時間Ts = 0.0017（2） 電流濾波時間常數(shù)Toi：三相橋式電路每個波頭的時間是3.33ms，為了基本濾平波頭應(yīng)有（12）Toi = 3.33s。則Toi=0.002s（3）電流小時間常數(shù)：按小時間常數(shù)近似處理：.設(shè)計電流調(diào)節(jié)

8、器結(jié)構(gòu)采用含給定濾波和反饋濾波的模擬式PI型電流調(diào)節(jié)器，其原理圖如圖1所示。圖中為電流給定電壓，為電流負(fù)反饋電壓，調(diào)節(jié)器的輸出就是電力電子變換器的控制電壓。圖3.2 PI型電流調(diào)速器3.2速度調(diào)節(jié)器的設(shè)計圖3.3 速度調(diào)節(jié)器電流環(huán)的等效閉環(huán)傳遞函數(shù)電流環(huán)經(jīng)簡化后可視作轉(zhuǎn)速環(huán)的一個環(huán)節(jié)，為此其閉環(huán)傳遞函數(shù)為：忽略高次項，可降階近似為：接入轉(zhuǎn)速環(huán)內(nèi)，電流環(huán)等效環(huán)節(jié)的輸入量應(yīng)為，因此電流環(huán)在轉(zhuǎn)速環(huán)中應(yīng)等效為：確定轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的時間常數(shù) 電流環(huán)等效時間常數(shù)： 轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù)： 轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)：按小時間常數(shù)近似處理，取 電壓反饋系數(shù)：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)設(shè)計采用含給定濾波和反饋濾波的模擬式PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，

9、其原理圖如圖2所示。圖中為轉(zhuǎn)速給定電壓，為轉(zhuǎn)速負(fù)反饋電壓，調(diào)節(jié)器的輸出是電流調(diào)節(jié)器的給定電壓。圖3.2 PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器4無環(huán)流邏輯控制器DLC設(shè)計4.1無環(huán)流邏輯裝置的組成在無環(huán)流控制系統(tǒng)中，反并聯(lián)的兩組整流橋需要根據(jù)所要求的電樞電流極性來選擇其中一組整流橋運行，而另一組整流橋觸發(fā)脈沖是被封鎖的。兩組整流橋的切換是在電動機轉(zhuǎn)矩極性需要反向時由邏輯裝置控制進(jìn)行的。其切換順序可歸納如下：由于轉(zhuǎn)速給定變化或負(fù)載變動，使電動機應(yīng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩極性反向。由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出反映這一轉(zhuǎn)矩的極性，并由邏輯裝置對該極性進(jìn)行判斷，然后發(fā)出切換開始的指令。使導(dǎo)通側(cè)的整流橋（例如正組橋）的電流迅速減小到零。由零電流檢測器

10、得到零電流信號后，經(jīng)延時，確認(rèn)電流實際值為零，封鎖原導(dǎo)通側(cè)整流橋的觸發(fā)脈沖。由零電流檢測器得到零電流信號后，經(jīng)延時，確保原導(dǎo)通側(cè)整流橋晶閘管完全阻斷后，開放待工作側(cè)整流橋（例如反組橋）的觸發(fā)脈沖。電樞內(nèi)流過與切換前反方向的電流，完成切換過程。根據(jù)邏輯裝置要完成的任務(wù)，它由電平檢測、邏輯判斷、延時電路和聯(lián)鎖保護(hù)電路四個基本環(huán)節(jié)組成，邏輯裝置的功能和輸入輸出信號如圖4.1所示。圖4.1無環(huán)流邏輯控制環(huán)節(jié)DLC其輸入為電流給定或轉(zhuǎn)矩極性鑒別信號和零電流檢測信號，輸出是控制正組晶閘管觸發(fā)脈沖封鎖信號和反組晶閘管觸發(fā)脈沖封鎖信號。4.2無環(huán)流邏輯裝置的設(shè)計電平檢測器邏輯裝置的輸入有兩個：一是反映轉(zhuǎn)矩極性

11、信號的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出，二是來自電流檢測裝置反映零電流信號的，他們都是連續(xù)變化的模擬量，而邏輯運算電路需要高、低電位兩個狀態(tài)的數(shù)字量。電平檢測器的任務(wù)就是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，也就是轉(zhuǎn)換成“0”狀態(tài)（將輸入轉(zhuǎn)換成近似為輸出）或“1”狀態(tài)（將輸入轉(zhuǎn)換成近似為輸出）。采用射極偶合觸發(fā)器作電平檢測器。為了提高信號轉(zhuǎn)換的靈敏度，前面還加了一級差動放大和一級射極跟隨器。其原理圖見圖5。圖4.2 電平檢測器原理圖電平檢測器的輸入輸出特性如圖6所示，具有回環(huán)特性。由于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出和電流檢測裝置輸出都具有交流分量，除入口有濾波外，電平檢測需要具有一定寬度的回環(huán)特性，以防止由于交流分量使邏輯裝置誤動作，本系統(tǒng)

12、電平檢測回環(huán)特性的動作電壓，釋放電壓。調(diào)整回環(huán)的寬度可通過改變射極偶合觸發(fā)器的集電極電阻實現(xiàn)。圖4.3 電平檢測器輸入輸出特性轉(zhuǎn)矩極性鑒別器的輸入信號為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出，其輸出為。電機正轉(zhuǎn)時為負(fù)，為低電位（“0”態(tài)），反轉(zhuǎn)時為正，為高電位（“1”態(tài)）。零電流檢測器的輸入信號為電流檢測裝置的零電流信號，其輸出為。有電流時為正，為高電位（“1”態(tài)），無電流時為0，為低電位（“0”態(tài)）。邏輯運算電路的輸入是轉(zhuǎn)速極性鑒別器的輸出和零電流檢測器輸出。系統(tǒng)在各種運行狀態(tài)時，和有不同的極性狀態(tài)（“0”態(tài)或“1”態(tài)），根據(jù)運行狀態(tài)的要求經(jīng)過邏輯運算電路切換其輸出去封鎖脈沖信號的狀態(tài)（“0”態(tài)或“1”態(tài)），由于

13、采用的是鍺管觸發(fā)器，當(dāng)封鎖信號為正電位（“1”態(tài)）時脈沖被封鎖，低電位（“0”態(tài)）時脈沖開放。利用邏輯代數(shù)的數(shù)學(xué)工具，可以設(shè)計出具有一定功能的邏輯運算電路。設(shè)正轉(zhuǎn)時為負(fù)，為“0”；反轉(zhuǎn)時為正，為“1”；有電流時為正，為“1”；無電流時為負(fù)，為“0”。代表正組脈沖封鎖信號，為“1”時脈沖封鎖，為“0”時脈沖開放。代表反組脈沖封鎖信號，為“1”時脈沖封鎖，為“0”時脈沖開放。、表示“1”，、表示“0”。按系統(tǒng)運行狀態(tài)，可列出各量要求的狀態(tài)，如表4所示，并根據(jù)封鎖條件列出邏輯代數(shù)式。根據(jù)正組封鎖條件：根據(jù)反組封鎖條件：表4.1 邏輯判斷電路各量要求的狀態(tài)運 行 狀 態(tài)正向起動，I=00001 正向運

14、行，I有0101 正向制動，I有1101 正向制動，I=01010 反向起動，I=01010 反向運行，I有1110 反向制動，I有0110 反向制動，I00001 邏輯運算電路采用分立元件，用或非門電路較簡單，故將上述式子最小化，最后化成或非門的形式。根據(jù)上述式子可畫得邏輯運算電路，如圖7所示，它由四個或非門電路組成。依靠它來保證兩組整流橋的互鎖，并自動實現(xiàn)零電流時相互切換。圖4.4邏輯運算電路現(xiàn)舉例說明其切換過程，例如，整流裝置原來正組工作，這時邏輯電路各點狀態(tài)如圖8中“1”、“0”所示。圖4.5 或非門電路現(xiàn)在要求整流裝置從正組切換到反組，首先是轉(zhuǎn)矩極性信號改變極性，由“0”變到“1”，

15、在正組電流未衰減到0以前，邏輯電路的輸出仍維持原狀（為“0”，正組開放。為“1”，反組封鎖）。只有當(dāng)正組電流衰減到零，零電流檢測器的狀態(tài)改變后，邏輯電路輸出才改變狀態(tài)，實現(xiàn)零電流切換，這是邏輯電路各點狀態(tài)如圖3-4所示?；蚍情T電路如圖3-5所示。采用鍺二極管2AP13和硅開關(guān)三極管3DK4C是為了減小正向管壓降。延時電路 前面的邏輯運算電路保證零電流切換，但僅僅采用零電流切換是不夠的。因為零電流檢測裝置的靈敏度總是有限的，零電流檢測裝置變成“0”態(tài)的瞬間，不一定原來開放組的晶閘管已經(jīng)斷流。因此必須在切換過程中設(shè)置兩段延時即封鎖延時和開放延時，避免由于正反組整流裝置同時導(dǎo)通而造成短路。根據(jù)這個要

16、求，邏輯裝置在邏輯電路后面接有延時電路。圖4.6 延時電路延時電路如圖9所示，其工作原理如下：當(dāng)延時電路輸入為“0”時，輸出亦為“0”態(tài)（截止、導(dǎo)通），相應(yīng)的整流橋脈沖開放。當(dāng)輸入由“0”變?yōu)椤?”時，電容C經(jīng)充電，經(jīng)一定延時后，導(dǎo)通，截止，即輸出由“0”延時變“1”。相應(yīng)的整流橋脈沖延時封鎖。其延時時間由決定，這里整定為。當(dāng)輸入出“1”變“0”時，電容C的電荷要經(jīng)過和基射極回路放電，經(jīng)一定延時后，截止，導(dǎo)通，即輸出由“1”延時變“0”。相應(yīng)的整流橋脈沖延時開放。其延時時間由參數(shù)決定，這里整定為，這樣就滿足了“延時封鎖”、“延時開放”的要求。 邏輯保護(hù) 邏輯電路正常工作，兩個輸出端總是一個高電

17、位，一個低電位，確保任何時候兩組整流一組導(dǎo)通，另一組則封鎖。但是當(dāng)邏輯電路本身發(fā)生故障，一旦兩個輸出端均出現(xiàn)低電位時，兩組整流裝置就會同時導(dǎo)通而造成短路事故。為了避免這種事故，設(shè)計有邏輯保護(hù)環(huán)節(jié)，如圖10所示。邏輯保護(hù)環(huán)節(jié)截取了邏輯運算電路經(jīng)延時電路后的兩個輸入信號作為一個或非門的輸入信號。當(dāng)正常工作時，兩個輸入信號總是一個是高電位，另一個是低電位。或非門輸出總是低電位，它不影響脈沖封鎖信號的正常輸出，但一旦兩個輸入信號均為低電位時，它輸出一個高電位，同時加到兩個觸發(fā)器上，將正反兩組整流裝置的觸發(fā)脈沖全部封鎖了，使系統(tǒng)停止工作，起到可靠的保護(hù)作用。圖4.7邏輯保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)圖由電平檢測、邏輯運算

18、電路、延時電路、邏輯保護(hù)四部分就構(gòu)成了無環(huán)流邏輯裝置。其結(jié)構(gòu)如圖11所示。圖4.8無環(huán)流邏輯裝置結(jié)構(gòu)圖5觸發(fā)電路設(shè)計5.1 系統(tǒng)對觸發(fā)器的要求為保證較寬的調(diào)速范圍和可逆運行，要求觸發(fā)脈沖能夠在180°范圍內(nèi)移向。對于三相全控橋式整流電路，為了保證可控硅可靠換流，要求觸發(fā)脈沖寬度大于60°，或者用雙窄脈沖。對可逆系統(tǒng)，為了防止逆變顛覆和提高工作的可靠性，觸發(fā)脈沖需要有和限制。5.2 觸發(fā)電路及其特點根據(jù)對觸發(fā)器的上述要求，選用同步信號為正弦波的晶體管觸發(fā)電路。原理線路見圖4-12，這種線路的優(yōu)點是線路簡單，調(diào)整容易。理論上移相范圍可達(dá)180°，實際上由于正弦波頂部平

19、坦移相范圍只能有150°左右。移相的線性度就觸發(fā)器本身來說較差，如把觸發(fā)器和可控硅看成一個整體則由于相互補償關(guān)系，它的線性度則較好，即控制電壓與可控硅整流電壓的控制特性是接近線性的，由于作同步信號的正弦波電壓隨電源電壓的波動而波動，當(dāng)不變時，控制角也隨電源電壓的波動而波動，而可控硅整流電壓，隨電源電壓增高而增高，而則隨電源電壓的增高而減小，故可維持近于不變。但當(dāng)電源電壓降得太低時，同步電壓和控制電壓可能沒有交點，觸發(fā)器不能產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，致使可控硅工作混亂，造成事故，所以這種觸發(fā)器不宜用于電網(wǎng)電壓波動很大的場合，此外，正弦波觸發(fā)器容易受電源電壓波形畸變的影響，因此同步電壓輸入信號必須加

20、RC濾波器，移相角度一般要大于30°。圖5.1同步信號為正弦波的觸發(fā)電路原理圖6 保護(hù)電路設(shè)計6.1 過電流保護(hù)由于過載、直流側(cè)短路、逆變失敗、環(huán)流和交流側(cè)短路等原因會引起系統(tǒng)過流而損壞可控硅。系統(tǒng)采用了三種保護(hù)措施： 電流調(diào)節(jié)器限流，電流整定值為250A， 過流保護(hù)環(huán)節(jié)，整定值為350A， 快速熔斷器；對直流回路和每個可控硅元件設(shè)快速熔斷作最后一道過流保護(hù)。它可以在沖擊電流很大，沖擊時間又很短的情況下保護(hù)設(shè)備，從而使系統(tǒng)運行安全、可靠、操作方便。 過流保護(hù)環(huán)節(jié)的電路如圖13所示。在系統(tǒng)正常工作時，電流檢測裝置輸出電壓小于14V （相當(dāng)于主回路電流350A），穩(wěn)壓管DW不導(dǎo)通。BG1

21、截止，繼電器釋放，BG2導(dǎo)通，BG3截止，發(fā)射極輸出零電位，不影響正反組晶閘管整流裝置的正常工作。當(dāng)主回路電流超過350A 時，電流檢測裝置輸出大于14V，穩(wěn)壓管DW被雪崩擊穿，BG1導(dǎo)通，BG2截止，BG3導(dǎo)通，發(fā)射極輸出高電位+15V，同時封鎖正反兩組觸發(fā)器的脈沖。當(dāng)BG1導(dǎo)通時繼電器得電吸合。一方面自鎖，另一方面使繼電器得電吸合，在交流側(cè)線路接觸器S-B線圈中的常閉觸頭打開，使S-B跳閘，切斷主回路交流電源。改變電阻和數(shù)值或選擇不同穩(wěn)壓值的穩(wěn)壓管DW即可整定不同的跳閘電流。圖6.1 過流保護(hù)環(huán)節(jié)6.2過電壓保護(hù) 開關(guān)穩(wěn)壓器的過電壓保護(hù)包括輸入過電壓保護(hù)和輸出過電壓保護(hù)。開關(guān)穩(wěn)壓器所使用的

22、未穩(wěn)壓直流電源諸如蓄電池和整流器的電壓如果過高,使開關(guān)穩(wěn)壓器不能正常工作,甚至損壞內(nèi)部器件,因此,有必要使用輸入過電壓保護(hù)電路。用晶體管和繼電器所組成的保護(hù)電路如圖6.2所示。 圖6.2  輸入過電壓保護(hù) 在該電路中，當(dāng)輸入直流電源的電壓高于穩(wěn)壓二極管的擊穿電壓值時，穩(wěn)壓管擊穿，有電流流過電阻R，使晶體管V導(dǎo)通，繼電器動作，常閉接點斷開，切斷輸入。其中穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值Vz=ESrmaxUBE。輸入電源的極性保護(hù)電路可以跟輸入過電壓保護(hù)結(jié)合在一起,構(gòu)成極性保護(hù)鑒別與過電壓保護(hù)電路。輸出過電壓保護(hù)在開關(guān)穩(wěn)壓電源中是至關(guān)重要的。特別對輸出為5V的開關(guān)穩(wěn)壓器來說,它的負(fù)載是大量的高集成度的邏輯

23、器件。如果在工作時,開關(guān)穩(wěn)壓器的開關(guān)三極管突然損壞,輸出電位就可能立即升高到輸入未穩(wěn)壓直流電源的電壓值,瞬時造成很大的損失。常用的方法是晶閘管短路保護(hù)。最簡單的過電壓保護(hù)電路如圖6.3所示。圖6.3  簡單的輸出過電壓保護(hù) 當(dāng)輸出電壓過高時,穩(wěn)壓管被擊穿,觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通,把輸出端短路,造成過電流,通過保險絲或電路保護(hù)器將輸入切斷,保護(hù)了負(fù)載。這種電路的響應(yīng)時間相當(dāng)于晶閘管的開通時間，約為510s。它的缺點是動作電壓是固定的，溫度系數(shù)大，動作點不穩(wěn)定。另外，穩(wěn)壓管存在著參數(shù)的離散性，型號相同但過電壓起動值卻各不相同，給調(diào)試帶來了困難。 圖6.4  輸出過電壓保護(hù) 圖6.4是改

24、進(jìn)后的電路。其中R1、R2是取樣電路，Vz是基準(zhǔn)電壓。 輸出電壓Esc突然升高，晶體管V1、V2導(dǎo)通，晶閘管就導(dǎo)通?；鶞?zhǔn)電壓Vz由式Esc=(R1R2)(VzUBEI)/R1 ，來確定，UBE1為V1的發(fā)射結(jié)（BE）電壓降。本電路的動作電壓可變，并且動作點相當(dāng)穩(wěn)定。當(dāng)穩(wěn)壓管為7V時，其溫度系數(shù)和晶體管V1的發(fā)射結(jié)（BE）電壓的溫度系數(shù)可以抵消，能使溫度系數(shù)降得很低。但是對于輸出為55.5V的直流開關(guān)穩(wěn)壓器來說，其常用的動作電壓是5.56V。那么穩(wěn)壓管電壓必在3.5V以下，此電壓附近的穩(wěn)壓管的溫度變化系數(shù)是2030mV/。因此,溫度變化大的場合保護(hù)電路還會發(fā)生誤動作。采用集成電路電壓比較器來檢測

25、開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出電壓，是目前較為常用的方法，利用比較器的輸出狀態(tài)的改變跟相應(yīng)的邏輯電路配合，構(gòu)成過電壓保護(hù)電路，這種電路既靈敏又穩(wěn)定。 7項目設(shè)計結(jié)果分析分析試驗過程中獲得的數(shù)據(jù)、波形、現(xiàn)象或問題的正確性和必然性，分析產(chǎn)生不正確結(jié)果的原因和處理方法雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動過程：設(shè)置雙閉環(huán)控制的一個重要目的就是要獲得接近理想起動過程，閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓由靜止?fàn)顟B(tài)起動時，轉(zhuǎn)速和電流的動態(tài)過程示于圖7.1。圖7.1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動時的轉(zhuǎn)速和電流波形 由于在起動過程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR經(jīng)歷了不飽和、飽和、退飽和三種情況，整個動態(tài)過程就分成圖中標(biāo)明的I、II、III三個階段。 第I階段-電流上升的階段突加給定電壓后，上升，當(dāng)小于負(fù)載電流時，電機還不能轉(zhuǎn)動。當(dāng) 后，電機開始起動，由于機電慣性作用，轉(zhuǎn)速不會很快增長，因而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸入偏差電壓的數(shù)值仍較大，其輸出電壓保持限幅值 ，強迫電流 迅速上升直到， 電流調(diào)節(jié)器很快就壓制了的增長，標(biāo)志著這一階段的結(jié)束。在這一階段中，ASR很快進(jìn)入并保持飽和狀態(tài)，而ACR一般不飽和。第II階段-恒流升速階段在這個階段中，ASR始終是飽和的，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)，系統(tǒng)成為在恒值電流給定下的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，基本上保持電流恒定，因而系統(tǒng)的加速度