電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)的邏輯無環(huán)流直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計說明

1、PAGE23 / NUMPAGES23雙閉環(huán)直流電機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計摘 要轉(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)。根據(jù)晶閘管的特性，通過調(diào)節(jié)控制角大小來調(diào)節(jié)電壓?；谠O(shè)計題目，直流電動機調(diào)速控制器選用了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速控制電路。在設(shè)計中調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用了三相全控橋整流電路來供電。本文首先確定整個設(shè)計的方案和框圖。然后確定主電路的結(jié)構(gòu)形式和各元部件的設(shè)計，同時對其參數(shù)的計算，包括整流變壓器、晶閘管、電抗器和保護電路的參數(shù)計算。接著驅(qū)動電路的設(shè)計包括觸發(fā)電路和脈沖變壓器的設(shè)計。最后，即本文的重點設(shè)計直流電動機調(diào)速控制器電路，本文采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)為對象

2、來設(shè)計直流電動機調(diào)速控制器。為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負反饋和電流負反饋，二者之間實行嵌套聯(lián)接。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱做外環(huán)。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。先確定其結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計各元部件，并對其參數(shù)的計算，包括給定電壓、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、檢測電路、觸發(fā)電路和穩(wěn)壓電路的參數(shù)計算,最后畫出了調(diào)速控制電路電氣原理圖。關(guān)鍵詞： 雙閉環(huán)； 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器；電流調(diào)節(jié)器緒論第一節(jié)設(shè)計題目與技術(shù)指標(biāo)1.1 設(shè)計題目為某生產(chǎn)機械設(shè)計一個調(diào)速圍寬、起制動性能好的直流調(diào)速系統(tǒng)，且擬定該系統(tǒng)為晶閘管-電動

3、機系統(tǒng)。已知系統(tǒng)中直流電動機主要數(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)電壓波動為+5% - -10%；速度檢測采用測速電機；控制系統(tǒng)電源電壓為技術(shù)指標(biāo)要求連續(xù)調(diào)速，可逆運行，回饋制動，過載倍數(shù)要求調(diào)速比,電流脈動，靜差率要求以轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)形式作為系統(tǒng)控制方案要求系統(tǒng)為邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)主回路采用電樞可逆，磁場單獨供電系統(tǒng)總方案設(shè)計2.1 邏輯無環(huán)流工作原理邏輯無環(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。因為無環(huán)流，所以不需要設(shè)置限環(huán)流電抗器，控制電路仍是典型的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，只是電

4、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工作時有整流和逆變兩種狀態(tài)。當(dāng)給定信號U*n為正時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR輸出Ui*為負值，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)，電動機正想轉(zhuǎn)動，當(dāng)給定信號U*n為0或負值，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR輸出Ui*為正值。由于電機電樞電流不為零，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，反組橋VR處于整流狀態(tài)，此時電機處于制動狀態(tài)，快速停車或反向運行。邏輯控制的無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)原理圖2.2 系統(tǒng)總體分析設(shè)計由邏輯無環(huán)流工作原理可知，邏輯無環(huán)

5、流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)中，邏輯切換裝置DLC是一個核心裝置。其任務(wù)是在正組晶閘管橋工作時開放正組脈沖，封鎖反組脈沖，反組橋工作時相反。其中DLC判斷、延時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。所以需要對主電路建模和參數(shù)設(shè)置?？刂齐娐方：蛥?shù)設(shè)置。第二章變流器工程設(shè)計第一節(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 QUOTE 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、電動機電樞電感: QUOTE = QUOTE =1.5Mh2、變壓器電感: QUOTE = QUOTE =0.075MH其中， QUOTE =3.9,=0.0

6、53、維持電流連續(xù)時4、限制電流脈動系數(shù)S=0.1時取兩者中的較大的,所以平波電抗器的電感為2.359mH,電流連續(xù)和電流脈動同時滿足，故采用DCL-23-7.5（其電感值為3.6 mH），第四節(jié)測速發(fā)電機的選擇因為電動機的額定轉(zhuǎn)速為1000 QUOTE ，所以采用ZYS-100A型測速發(fā)電機電路圖直流測速發(fā)電機電路帶負載直流測速發(fā)電機輸出特性第五節(jié)電流檢測電路設(shè)計電流反饋環(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，其極性為正。檢測用電流互感器，主電路經(jīng)電流互感器檢測后，在負載電阻上獲得電壓，在經(jīng)過三相整流橋、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

7、以與繼電器組成的過電流監(jiān)視環(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)計第一節(jié)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計準(zhǔn)備采用PI調(diào)節(jié)的單個轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。但是如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高，例如要求快速起制動，突加負載動態(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)速的動態(tài)過程，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)速和電流負反饋，兩者之間實現(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，它可以實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)無靜差。電流調(diào)節(jié)器作為環(huán)的調(diào)節(jié)器能夠加快動態(tài)過

8、程。雙閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖給定=-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)的計算，檢驗近似條件：晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件：忽略反電動勢變化對電流環(huán)動態(tài)影響的條件：電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件：均滿足近似要求。2.2 電流調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)取，則，取，取，第三節(jié)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計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)的計算，取按跟隨性能和抗擾動性能都較好的原則，取，則檢驗近似條件：電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件：轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件：均滿足近似條件

9、。3.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)，取則，取，取，附錄：1 限幅電路的實現(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)計原理、要求與電路選擇1、設(shè)計要求晶閘管裝置的的正常工作，與門極觸發(fā)電路正確和可靠的運行密切相關(guān)，門極觸發(fā)電路必須按電路的要求來設(shè)計。晶閘管變流裝置主電路對門極觸發(fā)電路的要求如下：觸發(fā)脈沖信號對門陰極來說必須是正極性。觸發(fā)脈沖信號應(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。對于感性負載，觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)大于晶閘管陽極電流從零上升到擎住電流的時間，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間趨于一致，在大電流晶閘管并聯(lián)電路

10、中，要求并聯(lián)的晶閘管同時導(dǎo)通，使元件在允許的didt圍，為此，宜采用強觸發(fā)措施。觸發(fā)脈沖應(yīng)與被觸發(fā)晶間管陽陰極的電壓同步，并通過控制電壓使脈沖能有足夠的移相圍。不觸發(fā)時，觸發(fā)脈沖電路翰川加到品問管門陰極間的漏電壓應(yīng)為O15025V。需要對觸發(fā)信號源采用脈沖變壓器或光電鍋臺器進行隔離。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)定圍移動。觸發(fā)脈沖與晶閘管主電路電源必須同步，兩者頻率應(yīng)該一樣，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)計原理圖1是相控式觸發(fā)電路原理框圖。同步信號發(fā)生器產(chǎn)生一

11、個與交流電源電壓之間有固定相位關(guān)系的同步信號，同步信號有方波脈沖、鋸齒波等。按照控制信號的要求，移相器相對于同步信號移相后產(chǎn)生觸發(fā)信號，觸發(fā)信號經(jīng)脈沖輸出器放大和隔離后送到晶閘管門極觸發(fā)晶閘管。2.1同步信號發(fā)生器實現(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，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，采用簡化的電壓向量圖(鐘點法)來實現(xiàn)。

12、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的垂直移相控制法。圖3 垂直移相電路圖圖4余弦交點移相控制方法原理框圖與波形圖2.3觸發(fā)信號脈沖輸出器圖 5圖 5所示是采用脈沖變壓器隔離的形式c圖中的vD1，vD2用來消除負半周波，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。按相數(shù)可分為單相、三相和多相觸發(fā)電路；按移相器的

13、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：特點是多相變流器中各晶閘管觸發(fā)電路的移相電路彼此獨立，由同一控制信號進行相位控制。它的優(yōu)點是電路簡單，通用性強，觸發(fā)角變化快速性好；缺點是各晶閘管的觸發(fā)脈沖對稱性較差。它的移相器可采用垂直控制、水平控制或積分控制進行移相。2單通道相控觸發(fā)電路：特點是多相變流器的觸發(fā)電路僅用同一個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一樣，消除了各通道特性上差異的影響。輸出脈沖的對稱度較高，某些單通道電路輸出脈沖

14、的不對稱度只有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，而且可以用于無源逆變器。3三通道相控觸發(fā)電路：特點是三相變流器中的每相的一對晶閘管觸發(fā)電路的移相電路公用。它的輸出脈沖對稱度較好，結(jié)構(gòu)簡單，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：由計數(shù)器和其他一些邏輯電路組成。當(dāng)同步電壓過零時，開始用某一頻率的計數(shù)脈沖對計數(shù)器計數(shù)。當(dāng)計入數(shù)與計數(shù)器的預(yù)置數(shù)相等時，觸發(fā)電路就輸出一個觸發(fā)脈沖。根據(jù)不同的控制電壓，改變計數(shù)脈沖的頻率或改變預(yù)置數(shù)，即可改變觸發(fā)滯后角。綜合以上各種觸發(fā)電路的特點

15、與應(yīng)用圍，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，所以我們選擇集成式單通道相控觸發(fā)電路。采用較常見的芯片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。它由同步過零電路、極性檢測電路、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)生器電路、脈沖形成電路和脈沖分配電路組成。經(jīng)濾波后的三一樣步電壓通過過零和極性檢測單

16、元檢測出零點和極性后，作為部三個恒流源的形成電路處理后變?yōu)榕c三相輸入同步信號相位對應(yīng)且與移相電壓大小適應(yīng)的脈沖信號送到脈沖分配與驅(qū)動電路假設(shè)系統(tǒng)未發(fā)生過電流、過電壓或其他非正常情況，則引腳 5禁止端的信號無效，此時脈沖分配電路根據(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)動電路功率放大后輸出；一旦系統(tǒng)發(fā)生過電流、過電壓或其他非正常情況，則引腳 5禁止信號有效，脈沖分配與驅(qū)動電路部的邏輯電路動作，封鎖脈沖輸出，確保集成塊的1 2 、 11 、10、9、8 、7六個引腳輸出全為低電平，同步信號與雙脈沖觸發(fā)關(guān)系如圖8所示：晶閘管的

17、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)計電路說明與注意事項同步電壓的零點取在 12電源電壓處，所以同步信號的“地”若與電路共地，電路的同步信號輸入端應(yīng)用電阻進行 12分壓，然后將同步信號用電容耦合到輸入端；也可將同步信號的“地”接 12電源或電路采用正負電源后，將同步信號直接接輸入端。12分壓將直接影響同步信號的零點，應(yīng)選用相對誤差小于 2 的電阻為了防止電路損壞，同步信號的峰值不應(yīng)超過電源電壓。由于電路檢測零點的門限很小，在較高頻率應(yīng)用時，同步信號的幅度還應(yīng)適當(dāng)減小。電路采用集中式恒流源向積分電容充電，

18、經(jīng)測試，電流在18 0A左右，相對誤差小于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誤差應(yīng)小于 5 。5 O H z時，電容可取 0 .1 5 F左右，較高頻率時，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)比電路的負電源正 2 0 0 m V即移相圍在 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圍滿幅可調(diào)，則 Cx的值應(yīng)大

19、于 0.2 F。電路的半控全控和禁止等控制端，不應(yīng)在使用時懸空。輸出端有不小于 2 5 m A的輸出電流，驅(qū)動管要可靠的導(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 7電路設(shè)計的 T CZ 6板的電路原理圖其中三一樣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，電路輸入端采用等值電路電阻分12電壓，以保證信號的對稱在電路的 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板上設(shè)有全控半控選擇焊點，可由用戶

20、決定輸出是單脈沖還是雙脈沖。Ucf為控制端，禁止高電平，可作為過壓過流或系統(tǒng)的開關(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)處于保護狀態(tài)，當(dāng)Ucf電位3 v 時，系統(tǒng)正常工作；輸出端由大功率管驅(qū)動，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用來消除負半周波，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)三一樣步變壓器要根椐主電路的接法，接成超前 3 0。T CZ 6板上

21、要進行濾波和微調(diào)。移相電壓可用手動電位器調(diào)節(jié)，也可用主電路采樣的電流電壓信號積分放大取得，并通過閉環(huán)對系統(tǒng)進行穩(wěn)壓穩(wěn)流?？刂贫丝筛Р蓸有盘柕倪^流、過壓與缺相等問題進行保護。此系統(tǒng)還可用過零開關(guān)，將移相電壓調(diào)在 0.2 v，改變控制端的電位，即可達到開關(guān)的目的。第章無環(huán)流邏輯控制器的選擇第一節(jié)無環(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)與輸入輸出信號如下圖所示。其輸入為反映電流極性變化的電流給定信號Usi和零電流檢測信號UI0，輸出是封鎖正組和反組脈沖的信號UI和UII。這兩個輸出信號通常以數(shù)字形式表示：“0”表示封鎖，“1”表示開放。邏輯控制器由電平檢測、邏輯判斷、延時電路和聯(lián)鎖

22、保護四部分組成。圖3-1 邏輯控制器的組成第二節(jié)電平檢測器電路的設(shè)計電平檢測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，它實際上是一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器。一般可用帶正反饋的運算放大器組成，具有一定要求的繼電特性即可，其原理、結(jié)構(gòu)與繼電特性圖如下所示：由常正反饋的運算放大器構(gòu)成的電平檢測器從結(jié)構(gòu)圖可得電平檢測器的閉環(huán)放大系數(shù)其中， K 為運算放大器的開環(huán)放大倍數(shù)， Kv 為正反饋系數(shù).當(dāng) K 一定時，若 KKv 1，則放大器工作于繼電狀態(tài)，其輸入輸出特性會出現(xiàn)回環(huán)，如圖 3-16（c）所示. 回環(huán)寬度的計算公式為：U = Uin1 - Uin2 = KU（Uexm1 - Uexm

23、2），其中， Uexm1和 Uexm2分別為正向和負向飽和輸出電壓， Uin1和 Uin2分別為當(dāng)輸出由正變?yōu)樨摵陀韶撟優(yōu)檎龝r所需的最小輸入電壓 KU. R1越小， KU越大，正反饋作用越強，回環(huán)越寬. 回環(huán)寬度一般取 0.2 V左右。電平檢測器根據(jù)轉(zhuǎn)換的對象不同，又分為轉(zhuǎn)矩極性鑒別器DPT和零電流檢測器DPZ。上圖（a）所示為轉(zhuǎn)矩極性鑒別器 DPT 的輸入輸出特性. 其輸入信號為 ASR 輸出 Ui，它是左右對稱的；其輸出為轉(zhuǎn)矩極性信號 UT，為給出 “1” 和 “0” 的數(shù)字量，輸出應(yīng)是上下不對稱的. 可通過在檢測器輸出加鉗位二極管實現(xiàn)，“1” 表示正向轉(zhuǎn)矩，用正向飽和值 +12V 表示；

24、 “0” 表示負向轉(zhuǎn)矩，用負飽和值 -0.6V 表示.(12v)(12v)上圖（b）所示為零電流檢測器 DPZ 的輸入輸出特性，其輸入信號是電流互感器輸出的零電流信號 Ui0，主電路有電流時 Ui0約為 +0.6V（在電流檢測電路串接二極管構(gòu)成偏移電路得到），零電流檢測器輸出 UZ為 “0”；主電路電流接近零時， Ui0下降到 +0.2V 左右，輸出 UZ為 “1”，所以DPZ的輸入應(yīng)是左右不對稱的。為此，在轉(zhuǎn)矩極性鑒別器的基礎(chǔ)上，增加一個負偏置電路，將特性向右偏移即可構(gòu)成零電流檢測器。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，UZ則為

25、“0”。第三節(jié)邏輯判斷電路的設(shè)計邏輯判斷電路的任務(wù)是根據(jù)電平檢測器輸出的兩個信號 UT 和 UZ，進行邏輯運算，之后正確發(fā)出切換信號 UF 和 UR（即封鎖原組的脈沖，開放另一組脈沖的指令信號）. 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)時開放脈沖， “0” 態(tài)時封鎖脈沖。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，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：用與非門表示，為同理，可以寫出邏輯代數(shù)與非表達式：根據(jù)

26、以上兩式，可采用具有高抗擾能力的 HTL 單與非門組成邏輯判斷電路，如下圖所示.無環(huán)流邏輯控制器DLC原理圖第四節(jié)延時電路的設(shè)計封鎖延時和開放延時可通過在 HTL 與非門輸入端加接二極管 VD 和電容 C 來實現(xiàn).圖 3-18 中的 C1， VD1， C2， VD2即為延時而用. 當(dāng)與非門的輸入端由“0”變到“1”時，必須先對電容充電，待電容充到開門電平時，“1”才真正加到與非門輸入端，輸出才由“1”變“0”，電容充電到開門電平的時間則為延時時間. 改變電容的大小可以得到不同的延時.阻容電路的充電時間式中 R充電回路電阻（HTL與非門阻，圖3-18中未表示出）；C外接電容；U電源電壓，HTL與

27、非門用U =15V；Uc電容端電壓.根據(jù)所需延時時間表可計算出相應(yīng)的電容值聯(lián)鎖保護電路正常情況下，邏輯判斷與延時電路的兩個輸出 UF 和 UR 總是一個為 “1” 態(tài)而另一個為 “0” 態(tài). 一旦發(fā)生故障，兩個輸出 UF 和 UR 如果同時為 “1” 態(tài)，將造成兩組晶閘管同時開放而導(dǎo)致電源短路. 為了避免這種事故，在無環(huán)流邏輯控制器的最后部分設(shè)置了多 “1” 聯(lián)鎖保護電路，如圖 3-18 的后面部分. 其工作原理為，正常情況下， UF 和UR 總是一個為 “1”，另一個為 “0”，此時 A 點電位始終為 “1”，則實際的脈沖封鎖信號 Ublf和 Ublr與 UF 和 UR 的狀態(tài)完全一樣，總能封鎖一組脈沖. 發(fā)生事故， UF 和 U