電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究

1、邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究主電路設(shè)計(jì)1 緒論1.1電力拖動(dòng)簡介隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人力勞動(dòng)被大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械所代替。電力拖動(dòng)及其自動(dòng)化得到不斷的發(fā)展。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，生產(chǎn)工藝對電力拖動(dòng)系統(tǒng)的要求越來越高，尤其在其準(zhǔn)確性、快速性、經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)性等方面的要求，與日俱增。因此，需要不斷地改進(jìn)和完善電氣控制設(shè)備，使電力拖動(dòng)自動(dòng)化可以跟得上技術(shù)要求。電力拖動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)及其供電電源、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電氣控制裝置等四部分組成。電動(dòng)機(jī)及其供電電源是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是把機(jī)械能進(jìn)行傳遞與分配；執(zhí)行機(jī)構(gòu)是使機(jī)械能完成所需的轉(zhuǎn)變；電氣控制裝置是控制系統(tǒng)按著生產(chǎn)工藝的要求來動(dòng)作，并對系統(tǒng)

2、起保護(hù)作用。隨著生產(chǎn)的要求不斷提高，技術(shù)不斷更新，拖動(dòng)系統(tǒng)也隨之更新。同時(shí)，新型電機(jī)、大功率半導(dǎo)體器件、大規(guī)模集成電路、電子計(jì)算機(jī)及現(xiàn)代控制理論發(fā)展的發(fā)展使電力拖動(dòng)自動(dòng)化發(fā)生了巨大的變革。1.2直流調(diào)速系統(tǒng)直流電機(jī)由于其良好的起、制動(dòng)性能和調(diào)速性能，在電力拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)中占有主導(dǎo)地位，雖然近年來交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制技術(shù)發(fā)展很快，但是交流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)控制的基礎(chǔ)仍是直流電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)技術(shù)。直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起、制動(dòng)性能，宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。直流電機(jī)容易實(shí)現(xiàn)各種控制系統(tǒng)，也容易實(shí)現(xiàn)對控制目標(biāo)的“最佳化”，直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)在理論上和實(shí)踐上

3、都比較成熟，而且從控制的角度看，它又是交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此，掌握直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)可以更好的研究交流拖動(dòng)系統(tǒng)。從生產(chǎn)機(jī)械要求控制的物理量來看，電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)有調(diào)速系統(tǒng)、位置隨動(dòng)系統(tǒng)、張力控制系統(tǒng)、多電機(jī)同步控制系統(tǒng)等多種類型，各種系統(tǒng)往往都是通過控制轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)的，因此調(diào)速系統(tǒng)是最基本的電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)。1.3無環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)簡介無環(huán)流控制的可逆調(diào)速系統(tǒng)主電路由兩組反并聯(lián)的晶閘管組成，當(dāng)一組晶閘管工作時(shí)，用邏輯電路或邏輯算法去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)，以確保兩組晶閘管不同時(shí)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)。有環(huán)流可逆系統(tǒng)雖然具有反向快、

4、過渡平滑等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)置幾個(gè)環(huán)流電抗器終究是個(gè)累贅。因此，當(dāng)工藝過程對系統(tǒng)過度特性的平滑性要求不高時(shí)，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(shí)脈動(dòng)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(shí)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(cuò)位控制無環(huán)流系統(tǒng)。而錯(cuò)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)，組成邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)的思路是：任何時(shí)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(dòng)機(jī)組需要的轉(zhuǎn)矩方向。若需正向電動(dòng)，應(yīng)觸發(fā)正組橋；若需反向電動(dòng)，就應(yīng)觸發(fā)反組橋，可見，觸發(fā)的選擇應(yīng)決定于電動(dòng)

5、機(jī)轉(zhuǎn)矩的極性，在恒磁通下，就決定于信號。同時(shí)還要考慮什么時(shí)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(shí)不應(yīng)封鎖，否則，開放另一組橋時(shí)容易造成二橋短路。可見，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?；谶@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)。2 系統(tǒng)總體參數(shù)2.1系統(tǒng)已知參數(shù)及設(shè)計(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)一個(gè)邏輯無環(huán)流直流可逆調(diào)速系統(tǒng)，基本技術(shù)數(shù)據(jù)如下：2.1.1已知參數(shù)1、拖動(dòng)設(shè)備：直流電動(dòng)機(jī)： ，過載倍數(shù)。2、負(fù)載：直流發(fā)電機(jī)： 3、機(jī)組：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量2.1.2設(shè)計(jì)指標(biāo)1、d，穩(wěn)態(tài)時(shí)無靜差。2、穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速n=1200r/min, 負(fù)載電流

6、0.8a。3、電流超調(diào)量，空載起動(dòng)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量。2.2未知參數(shù)設(shè)計(jì)2.2.1測定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路的電阻r利用伏安法測量電樞回路總電阻r，包括電機(jī)的電樞電阻ra,平波電抗器的直流電阻rl，整流裝置的內(nèi)阻rn。測試時(shí)電動(dòng)機(jī)不加勵(lì)磁，并使電機(jī)堵轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)ug使整流裝置輸出電壓ud為110v，然后調(diào)整rp使電樞電流分別為0.9a、0.5a時(shí)的理想空載電壓，由公式r=(u2-u1)/(i1-i2) （2.1） 可求得電樞回路總電阻，測試結(jié)果如下表：123456u78v93v96v105v88v100vi0.9a0.5a0.9a0.5a0.9a0.5a 表2.1 電樞回路電阻r的測定其中

7、1、2組數(shù)據(jù)為回路總電阻為電機(jī)電樞電阻ra、平坡電抗器直流電組rl、整流裝置內(nèi)阻rn之和測的，3、4組數(shù)據(jù)為回路總電阻為平坡電抗器直流電組rl、整流裝置內(nèi)阻rn之和測的，5、6組數(shù)據(jù)為回路總電阻為電機(jī)電樞電阻ra、整流裝置內(nèi)阻rn之和測的。經(jīng)過計(jì)算電機(jī)電樞回路電阻ra=22.5，平坡電抗器直流電阻rl=15.0，整流裝置內(nèi)阻rn=15.25。2.2.2測定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路電磁時(shí)間愛你常數(shù)td電動(dòng)機(jī)不加勵(lì)磁，調(diào)節(jié)uct監(jiān)視電流表的讀數(shù)，使電動(dòng)電樞電流為110v。然后保持uct不變，突然合上主電路開關(guān)，用示波器拍攝id=f（t）的波形，由波形測量出當(dāng)電流上升至63.2%穩(wěn)定值時(shí)的時(shí)間，即為

8、電樞回路的電磁時(shí)間常數(shù)td。 圖2.1 電流變化曲線由圖可知直流調(diào)速系統(tǒng)主電路時(shí)間常數(shù)td為6.2ms。2.2.3測定直流電動(dòng)機(jī)電勢常數(shù)ce和轉(zhuǎn)矩常數(shù)cm將電動(dòng)機(jī)加額定勵(lì)磁，使之空載運(yùn)行，改變電樞電壓ud，測的相應(yīng)的n，即可由公式ce=ke=（ud2-ud1）/(n2-n1) （2.2） ce的單位為v/（r/min） 轉(zhuǎn)矩常數(shù)cm的單位為nm/a，可由ce求出cm=9.55ce。電壓（v）110140轉(zhuǎn)速（n）344575表2.2 電動(dòng)機(jī)電勢常數(shù)ce和轉(zhuǎn)矩常數(shù)cm的測定故可算得ce=0.12,cm=1.07nm/a2.2.4測定晶閘管智力調(diào)速系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間常數(shù)tm系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)可由下式計(jì)算

9、tm=（gd2*r）/375celm （2.3） 當(dāng)電樞突加給定電壓時(shí)，轉(zhuǎn)速n按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)n達(dá)到63.2%穩(wěn)態(tài)值時(shí)，所經(jīng)過的時(shí)間即為拖動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)。經(jīng)過測試，系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)為44ms。2.2.5測定晶閘管觸發(fā)及整流裝置特性ud=f（uct）電動(dòng)機(jī)加額定勵(lì)磁，逐漸增加觸發(fā)電路的控制電壓uct，分別讀取對應(yīng)的utg，n的數(shù)值若干組，即可描繪出特性曲線。n(r/min)1000.01100.01200.01300.01400.0utg(v)6.757.448.128.839.46表2.3 測速發(fā)電機(jī)特性ud(v)75.0150.0185.0202.0210.0uct(v)1.02.03

10、.04.05.0表2.4 晶閘管觸發(fā)及整流裝置特性 圖2.2 發(fā)電機(jī)特性曲線 圖2.3 晶閘管觸發(fā)及整流裝置特性3 無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)組成主電路采用兩組晶閘管裝置反并聯(lián)線路；由于沒有環(huán)流，不用設(shè)置環(huán)流電抗器；仍保留平波電抗器 ld ，以保證穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)電流波形連續(xù)；控制系統(tǒng)采用典型的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)方案；電流環(huán)為內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速環(huán)為外環(huán)。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)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(fù)反饋和電流負(fù)反饋。1、電流環(huán)分設(shè)兩個(gè)電流調(diào)節(jié)器，1acr用來控制正組觸發(fā)裝置gtf，2acr控制反組觸發(fā)裝置gtr。 2、速度環(huán)把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電

11、流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器。 3、為了保證不出現(xiàn)環(huán)流，設(shè)置了無環(huán)邏輯控制環(huán)節(jié)dlc，這是系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它按照系統(tǒng)的工作狀態(tài)，指揮系統(tǒng)進(jìn)行正、反組的自動(dòng)切換。3.1.1邏輯無環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)的原理圖 asrdlc-1tavrvfgtr2acrmtggtf1acru snu fn-u siucfu c1uc2ucrusiufiusiuilda-+圖3.1 邏輯無環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)原理圖（ tg：永磁式直流測速發(fā)電機(jī)；dlc：邏輯控制器；ta：三相電流傳感器；asr：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ；ld：平波電抗器；acr：電流調(diào)節(jié)器； tr：聯(lián)接的三相整流變壓器；u：三相整流橋；gtr、gt

12、f為正反組晶閘管觸發(fā)電路； a:反相器）3.1.2邏輯無環(huán)流系統(tǒng)工作原理邏輯控制無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)中，采用了兩個(gè)電流調(diào)節(jié)器和兩套觸發(fā)裝置分別控制正、反組晶閘管。實(shí)際上任何時(shí)刻都只有一組晶閘管在工作，另一組由于脈沖被封鎖而處于阻斷狀態(tài)，這時(shí)它的電流調(diào)節(jié)器和觸發(fā)裝置都是等待狀態(tài)。采用模擬控制時(shí)，可以利用電子模擬開關(guān)選擇一套電流調(diào)節(jié)器和觸發(fā)裝置工作，另一套裝置就可以節(jié)省下來了。 1、正向運(yùn)行：當(dāng)開關(guān)s與+10v接通時(shí)，usn的極性為（+），在起動(dòng)過程中un=（usn-ufn）0,使usi呈（+）極性，設(shè)此時(shí)邏輯控制器lc發(fā)出的控制器uc1為“1”，正組處于工作狀態(tài)；uc2為“0”，反組處于封鎖阻斷狀

13、態(tài)；并設(shè)此時(shí)電樞電流id極性為（+），電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。系統(tǒng)處于正向運(yùn)行狀態(tài)。2、反向運(yùn)行：當(dāng)s突然與+10v斷開，而與-10v接通，此時(shí)usn極性變號成為（-）極性，而電動(dòng)機(jī)依靠慣性仍在正向運(yùn)行，因而usn極性未變?nèi)允秦?fù)極性；這樣使un變?yōu)閿?shù)值較大的負(fù)電壓un0時(shí)，ut=1，當(dāng)ui*0時(shí),ut=0；（2） 零電流檢測。當(dāng)有電流ui不為零時(shí)，ui=0；當(dāng)電流為零時(shí)，ui不為零；2、邏輯判斷電路由轉(zhuǎn)速電流閉環(huán)控制系統(tǒng)模型主要參數(shù)可以得到邏輯控制器輸入和輸出的邏輯關(guān)系表達(dá)式為（用與非門實(shí)現(xiàn)）：邏輯判斷由與非門yf1yf4組成，其輸入為轉(zhuǎn)矩極性和零電流信號ut，ui；輸出為邏輯切換信號uf，ur；3、延時(shí)

14、電路邏輯判斷電路發(fā)出切換指令后還不能立即改變整流器工作狀態(tài)，因?yàn)樵跈z測電流為零時(shí)，電樞電流還不一定真正到零，必須延時(shí)3ms左右以保證電流真正為零后，才能發(fā)出指令使導(dǎo)通的整流器截止，并且為了確保截止的整流器能恢復(fù)阻斷狀態(tài)，需開放的整流器也需要延遲一段時(shí)間再開放，即開放延時(shí)，一般開放延時(shí)取7ms左右。關(guān)斷延時(shí)和開放延時(shí)由邏輯控制器中的延時(shí)電路產(chǎn)生。由于延時(shí)發(fā)生在邏輯判斷電路輸出uf和ur從“0”變“1”時(shí)的上升沿，而信號的下降沿不需要延時(shí)。4、聯(lián)鎖保護(hù)為了保護(hù)正反兩組整流器不會發(fā)生同時(shí)開放，邏輯控制器中由與非門yf5yf7組成了聯(lián)鎖保護(hù)電路，yf5和yf6采用與非門是因?yàn)檩敵鰑blf和ublr的電

15、平與觸發(fā)單元block端的電平要求一致。在uf和ur同時(shí)為“1”時(shí)，兩組整流器都關(guān)斷，避免發(fā)生整流器短路故障。5、dlc的邏輯真值表utuiublfublr111010100010010100011001表3.2 邏輯控制器真值3.5電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)3.5.1調(diào)節(jié)器基本思路1、 先選擇調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定，同時(shí)滿足所需要的穩(wěn)態(tài)精度。2、在選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)，以滿足動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的要求。將控制對象校正成為典型系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則：“先內(nèi)環(huán)后外環(huán)”如下圖所示：系統(tǒng)校正控制對象 調(diào)節(jié)器 典型系統(tǒng) 輸入輸出輸入輸出 圖3.4 調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)的基本思路電流超調(diào)量i5% ，電流環(huán)按典型i型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流環(huán)

16、的控制對象是雙慣性型的，要校正成典型 i 型系統(tǒng)，顯然應(yīng)采用pi型的電流調(diào)節(jié)器。從穩(wěn)態(tài)要求上看，希望電流無靜差，以得到理想的堵轉(zhuǎn)特性，采用 i 型系統(tǒng)就夠了。從動(dòng)態(tài)要求上看，實(shí)際系統(tǒng)不允許電樞電流在突加控制作用時(shí)有太大的超調(diào)，以保證電流在動(dòng)態(tài)過程中不超過允許值，而對電網(wǎng)電壓波動(dòng)的及時(shí)抗擾作用只是次要的因素，電流環(huán)應(yīng)以跟隨性能為主。 圖3.5 pi型電流調(diào)速器整流裝置滯后時(shí)間常數(shù)ts為三相橋式電路平均失控時(shí)間ts = 0.0017s。三相橋式電路每個(gè)波頭的時(shí)間是3.33ms，為了基本濾平波頭應(yīng)有（12）toi = 3.33s。則電流濾波時(shí)間常數(shù)toi=0.002s按小時(shí)間常數(shù)近似處理：電流小時(shí)間

17、常數(shù)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，并保證穩(wěn)態(tài)電流無差，可按典型型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的，因此可用pi型電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為：電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)：取電流反饋系數(shù)：電流環(huán)開環(huán)增益：取，因此于是，acr的比例系數(shù)為：3.5.2計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容按所用運(yùn)算放大器取，各電阻和電容值為：，取，取，取3.5.3電流調(diào)節(jié)器的作用當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到 idm 后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和，電流調(diào)節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無靜差，得到過電流的自動(dòng)保護(hù)。1、作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器，在外環(huán)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)過程中，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓（即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量）變化。2、對電網(wǎng)電壓的波動(dòng)起及時(shí)抗擾的作用。3、

18、在轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)過程中，保證獲得電機(jī)允許的最大電流，從而加快動(dòng)態(tài)過程。4、當(dāng)電機(jī)過載甚至堵轉(zhuǎn)時(shí)，限制電樞電流的最大值，起快速的自動(dòng)保護(hù)作用。一旦故障消失，系統(tǒng)立即自動(dòng)恢復(fù)正常。這個(gè)作用對系統(tǒng)的可靠運(yùn)行來說是十分重要的。3.6轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)圖3.6 pi型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器電流環(huán)經(jīng)簡化后可視作轉(zhuǎn)速環(huán)的一個(gè)環(huán)節(jié)，為此其閉環(huán)傳遞函數(shù)為：忽略高次項(xiàng)，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：3.6.1確定轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的時(shí)間常數(shù)電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)：轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)：轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)：按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取電壓反饋系數(shù)：按設(shè)計(jì)要求，選用pi調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為：按跟隨和抗擾性

19、能都較好的原則，取h=5，則asr的超前時(shí)間常數(shù)為：轉(zhuǎn)速開環(huán)增益為：于是，asr的比例系數(shù)為：3.6.2計(jì)算調(diào)節(jié)器的電阻和電容值按所用運(yùn)算放大器取，則，取66k，取，取按退飽和超調(diào)量的計(jì)算方法計(jì)算調(diào)速系統(tǒng)空載啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量：3.7 反饋環(huán)節(jié)的設(shè)定轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)：= unom*/n=10/1500=0.00667v.min/r （u*nm受運(yùn)算放大器允許輸入電壓和穩(wěn)壓電源的限制）電流反饋系數(shù)：= uim*/in=10/1.5*136=0.05 （u*im 為asr的輸出限幅值）濾波環(huán)節(jié)，包括電流濾波、轉(zhuǎn)速濾波和兩個(gè)給定信號的濾波環(huán)節(jié)。(t0i:電流反饋濾波時(shí)間常數(shù) t0n:轉(zhuǎn)速反饋濾

20、波時(shí)間常數(shù)) 3.8過流保護(hù)環(huán)節(jié)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)采用了三種過流保護(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(gè)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(shí)間又很短的情況下保護(hù)設(shè)備不受損壞，從而使系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、操作方便。 圖3.7 電流檢測裝置過流保護(hù)環(huán)節(jié)的電路如圖 4-20所示。在系統(tǒng)正常工作時(shí)，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截止，繼電器釋放，bg2導(dǎo)通，bg3截止，發(fā)射極輸

21、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(shí)，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(shí)封鎖正反兩組觸發(fā)器的脈沖。當(dāng)bg1導(dǎo)通時(shí)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)圖3.8 過流保護(hù)環(huán)節(jié)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。4 系統(tǒng)性能測試4.1測試目的了解并熟悉邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的原理和組成。掌握各控制單元的原理和組成。掌握邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟

22、和方法。了解邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的靜特性和動(dòng)態(tài)特性。4.2性能測試1、測出n=1500r/min的正、反轉(zhuǎn)機(jī)械特性n=f(id)，數(shù)據(jù)如下表所示：n(r/min)040060080010001300i(a)0.10.20.220.290.310.39i(a)0.150.250.30.320.380.41表4.1 電機(jī)正反轉(zhuǎn)機(jī)械特性2、閉環(huán)控制特性的測定，測出正、反轉(zhuǎn)時(shí)的閉環(huán)控制特性n=f(ug)n(r/min)040060080010001300ug(v)0.00.20.91.01.11.5ug(v)0.00.80.91.11.21.9表4.2 閉環(huán)控制特性的測定 圖4.1 電機(jī)正轉(zhuǎn)機(jī)械特性

23、 圖4.2 電機(jī)反轉(zhuǎn)機(jī)械特性圖4.3 正轉(zhuǎn)時(shí)的閉環(huán)控制特性 圖4.4 反轉(zhuǎn)時(shí)的閉環(huán)控制特性雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓由靜止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)，整個(gè)過程可以分為三個(gè)階段：第階段是電流上升階段：突加給定電壓后，經(jīng)過兩個(gè)調(diào)節(jié)器的跟隨作用，、都跟上升，但是在沒有達(dá)到負(fù)載電流以前，電動(dòng)機(jī)還不能轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)后，電動(dòng)機(jī)開始起動(dòng)。由于機(jī)電慣性的作用，轉(zhuǎn)速不會很快增長因而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓數(shù)值仍較大，其輸出電壓保持限幅值，強(qiáng)迫電樞電流上升。直到，電流調(diào)節(jié)器很快壓制了的增長。第階段是恒流升速階段：在這個(gè)階段中，速度調(diào)節(jié)器始終是飽和的，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，系統(tǒng)的加速度恒定，轉(zhuǎn)速呈線性增長。第階段是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段：當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入偏差減小到零其輸出卻由于積分作用還維持在限幅值，電動(dòng)機(jī)仍在加速，使轉(zhuǎn)速超調(diào)。轉(zhuǎn)速超調(diào)后，速度調(diào)節(jié)器輸入偏差變負(fù)，使它開始退出飽和狀態(tài)，和很快下降。但是，只要仍大于負(fù)載電流，轉(zhuǎn)速就繼續(xù)上升。直到時(shí)，轉(zhuǎn)速才