小明邏輯無環(huán)流V-M可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計

1、 邏輯無環(huán)流V-M可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計摘要兩組晶閘管裝置反并聯(lián)的電樞可逆線路是可逆調(diào)速系統(tǒng)的典型線路之一，這種線路有能實現(xiàn)可逆運行、回饋制動等優(yōu)點，但也會產(chǎn)生環(huán)流。為保證系統(tǒng)安全，必須消除其中的環(huán)流。所謂邏輯無環(huán)流系統(tǒng)就是在一組晶閘管工作時，用邏輯電路封鎖另一組晶閘管的觸發(fā)脈沖，使該組晶閘管完全處于阻斷狀態(tài)，從根本上切斷環(huán)流通路。這種系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速，還能實現(xiàn)回饋制動。本文對邏輯無環(huán)流直流可逆調(diào)速系統(tǒng)進行了設(shè)計，并且計算了電流和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)。本文介紹了邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的基本原理及其構(gòu)成，并對其控制電路進行了計算和設(shè)計。運用了一種基于Matlab的Simulink進

2、行仿真并對仿真結(jié)果進行分析。 關(guān)鍵詞: 直流電機；環(huán)流；邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速；Matlab仿真25目 錄摘要3第1章 設(shè)計任務(wù)及要求61.1設(shè)計任務(wù)41.2設(shè)計要求5第2章 邏輯無環(huán)流V-M可逆調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理1.1 邏輯無環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)簡介61.2邏輯無環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理6第三章 系統(tǒng)主電路設(shè)計133.1主電路原理及說明133.2主回路參數(shù)設(shè)計133.2.1整流變壓器的選擇3.2.2晶閘管參數(shù)的計算3.3保護電路設(shè)計143.3.1過壓保護3.3.2過流保護第四章 調(diào)節(jié)器的設(shè)計74.1電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計74.2速度調(diào)節(jié)器的設(shè)計9第五章 控制及驅(qū)動電路設(shè)計165.1邏輯控制器的組成165.2邏

3、輯控制器的設(shè)計175.2.1零電平檢測5.2.2轉(zhuǎn)矩極性檢測5.2.3邏輯判斷的電路5.2.4延時電路5.2.5連鎖與保護5.3反相器195.4直流電壓源5.5給定電壓5.6操作回路第六章 心得體會22參考文獻23第一章 邏輯無環(huán)流V-M可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理1.1 設(shè)計任務(wù)設(shè)計題目：設(shè)計要求：邏輯無環(huán)流V-M可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計動態(tài)性能指標(biāo)：電流環(huán)超調(diào)量 ； 空載啟動到額定轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)速超調(diào)量 。參數(shù)：直流電動機型號Z2-101額定容量（KW）2.2額定電壓（V)220額定電流（A)12.5最大電流（A)18.75額定轉(zhuǎn)速（rmp)1500額定勵磁電壓 220V0.106電動機電樞電阻1.

4、06電動機電樞電感8.93其它參數(shù)名稱數(shù)值整流側(cè)內(nèi)阻0.037整流變壓器漏感0.24電抗器直流電阻0.024電抗器電感3.2負載折算值0.7091.2設(shè)計要求1. 完成設(shè)計說明書一份（包括院里的簡要說明和主要參數(shù)的計算的過程）；2. 繪制電氣原理圖（包括主電路、控制回路）A2圖紙一張，可用鉛筆繪制，應(yīng)符合相關(guān)制度標(biāo)準(zhǔn)；3. 設(shè)計說明書和電氣原理圖必須按照“電氣圖形符號”和“電氣技術(shù)文字符號”的國家標(biāo)準(zhǔn)，并規(guī)定主回路用粗實線，控制回路用細線；4. 設(shè)計說明書應(yīng)包含封皮、目錄、征文、參考文獻等，字?jǐn)?shù)滿足要求。第二章 邏輯無環(huán)流V-M可逆調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理2.1邏輯無環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)簡介許多生產(chǎn)機械要求

5、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)流對負載無益，只會加重晶閘管和變壓器的負擔(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，

6、又沒有脈動環(huán)流的無環(huán)流可逆系統(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，這要看工作橋有沒有電流存在，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?？?/p>

7、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。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)。2.2邏輯無環(huán)流V-M可逆調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理邏輯控制的無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)主電路采用兩組晶閘管反并聯(lián)線路，由于沒有環(huán)流，不用設(shè)置環(huán)流電抗器，但為了保證穩(wěn)定運行時電流波形連續(xù)，仍應(yīng)保留平波電抗器。兩組橋在任何工作時只有一組工作，另一組關(guān)斷，避免造成環(huán)流。其原理圖如下圖： 圖1-1邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)原理圖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，不用再設(shè)置環(huán)流電抗器，但是為了保證運行時電流波形的連續(xù)性，應(yīng)保留平波電抗器?？刂凭€路采用典型的轉(zhuǎn)速

8、、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，電流環(huán)分設(shè)兩個電流調(diào)節(jié)器1ACR和2ACR，ACR1用來控制正組觸發(fā)裝置，ACR2 控制反組觸發(fā)裝置，ACR1的給定信號Ui*經(jīng)反向器AR同時作為2ACR的給定信號Ui*，這樣就可以使電流反饋信號Ui的極性在正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時都不用改變，從而可采用不反應(yīng)電流極性的電流檢測器，即交流互感器和整流器。由于在主電路中不設(shè)均衡電抗器，一旦出現(xiàn)環(huán)流將造成嚴(yán)重的短路事故，所以對工作時的可靠性要求特別高，為此在系統(tǒng)中加入了無環(huán)流控制器DLC，以保證系統(tǒng)的可靠運行，所以DLC是系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。第三章 系統(tǒng)主電路設(shè)計3.1 主電路原理及說明 圖3-1 主電路原理圖主電路采用的是三相橋式反并聯(lián)可

9、逆線路，可使電動機在四個象限內(nèi)運轉(zhuǎn)。 兩組橋在任何時刻只有一組投入工作（另一組關(guān)斷），所以兩組晶閘管不會同時處于整流狀態(tài)，也就不會產(chǎn)生環(huán)流，造成電源短路。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。因為主電路的實際波形是脈動的，而電流檢測電路發(fā)生零電流數(shù)字信號時，總有一個最小的動作電流。如果脈動的主電流瞬時低于最小動作電流，實際上電流仍在連續(xù)的變化，這時本組正處于逆變狀態(tài)，突然封鎖將發(fā)生逆變顛覆，造成事故。因此要有一個延時封鎖。在從封鎖本組到開放它組脈沖之間也要留一段等待時間。因為在封鎖觸發(fā)脈沖后，已導(dǎo)通的晶閘管要經(jīng)過一段時間

10、后才能關(guān)斷，再經(jīng)過一段時間才能恢復(fù)阻斷能力。如果在此以前開放它組脈沖，將會造成兩組晶閘管同時導(dǎo)通，形成環(huán)流，這是不允許的。因此需要一個開放延時時間。3.2 主回路參數(shù)設(shè)計 3.2.1整流變壓器的選擇 對于三相全控橋A=2.34，取最小控制角=30°，=0.886,C=0.5,晶閘管導(dǎo)通平均壓降=1v,電網(wǎng)電壓波動系數(shù)=0.9，變壓器的短路比%=5，=1.158 =*/=0.06 =0=1+（+）/-+n*/A*B-=136V用近似算法：=(1.21.5)220/2.34=（113141）V 取136V變壓器變比K=2.79又 所以=3.84A 變壓器容量的計算: 變壓器一次側(cè)容量 。

11、 變壓器二次側(cè)容量。一次相電壓有效值取決于電網(wǎng)電壓，所以變流變壓器的平均容量為 對于本設(shè)計 = 設(shè)計時留取一定的裕量，可以取容量為的整流變壓器。 3.2.2 晶閘管參數(shù)計算：選擇晶閘管元件主要是選擇它的額定電壓 和額定電流。 1.晶閘管額定電壓對于本設(shè)計采用的是三相橋式整流電路，晶閘管按1至6的順序?qū)?，在阻感負載中晶閘管承受的最大電壓， 而考慮到電網(wǎng)電壓的波動和操作過電壓等因素，還要放寬23倍的安全系數(shù)，則晶閘管額定電壓計算結(jié)果： 取 式中 晶閘管可能承受的電壓最大值（V）。 2.晶閘管額定電流 晶閘管額定電流的有效值大于流過元件實際電流的最大有效值。一般取按此原則所得計算結(jié)果的1.52倍。

12、 已知 可得晶閘管的額定電流計算結(jié)果 ： 取16A額定電壓： 1000V 額定電流： 16A3.3 保護電路的設(shè)計3.3.1過電壓保護 1.交流側(cè)過電壓保護 圖3-2 交流測過電壓保護 阻容吸收保護通常在變壓器二次側(cè)并接電阻R和電容C串聯(lián)支路進行保護。此種接法電容電阻的計算： 電容的耐壓 電阻功率 通過電阻的電流 式中 S變壓器容量（)； 變壓器二次相電壓有效值（V）； 變壓器勵磁電流百分比； 變壓器的短路比； 阻容元件兩端正常工作時交流電壓峰值（V）。本系統(tǒng) S=4.2 =136V =3A =3V1）電容的計算 取52）電阻的計算 取11 2.直流側(cè)過電壓保護 圖3-3 直流側(cè)過于保護 直流

13、側(cè)過電壓保護可以用阻容或壓敏電阻，但采用阻容保護容易影響系統(tǒng)的快速性，并造成加大（上升率大會使SCR誤導(dǎo)通）。因此，一般只用壓敏電阻作過電壓保護。壓敏電阻標(biāo)稱電壓按下式選擇，即 式中 正常工作時加壓敏電阻兩端的直流電壓（V）。則 所以壓敏電阻選取額定電壓440V的。選型：壓敏電阻規(guī)格為10K681。3. 晶閘管過電壓保護 為了抑制晶閘管的換相過電壓，采用在晶閘管兩端并聯(lián)阻容保護電路的方法，如圖3-3。阻容保護的元件參數(shù)可以根據(jù)表3-1列出經(jīng)驗數(shù)據(jù)選定。電容耐壓值，通常按加在晶閘管兩端工作電壓峰值的1.11.5倍計算。電阻功率（W）為 式中 f電源頻率（Hz） C電容值（） 晶閘管工作電壓峰值（

14、V）。表3-1 阻容保護的元件參數(shù)晶閘管額定電流/A1020501002005001000電容/0.10.150.20.250.512電阻/1008040201052圖3-4 晶閘管過壓保護晶閘管的額定電流則由表可得保護電容，。電容的耐壓值 3.3.2過電流保護1. 交流側(cè)過電流保護 1）交流一次側(cè)過電流保護 交流一次側(cè)過電流保護可通過斷路器實現(xiàn) 圖3-5 交流一次過電流保護低壓斷路器的沖擊電流為 斷路器的型號為：DZ52）交流二次側(cè)過電流保護 圖3-6 交流二次過電流保護額定電壓應(yīng)大于線路正常工作電壓的有效值，即 額定電流：則選型為RS3/250-20。2. 晶閘管過電流保護過電流是晶閘管電

15、路經(jīng)常發(fā)生的故障，是造成器件損壞的主要原因之一，因此，過電流保護應(yīng)首先考慮。造成晶閘管過電流的主要因素有：電網(wǎng)電壓波動太大，電動機軸上負載超過允許值，電路中管子誤導(dǎo)通以及管子擊穿短路簡單游等?？焖偃蹟嗥鞅Ｗo是最簡單有效的過流保護器件，與普通熔斷器相比，具有快速熔斷的特性，在通常的發(fā)生短路后，熔斷時間小于20ms，能保證在晶閘管損壞之前熔斷自身而斷開故障點，避免過電流燒壞管子。圖3-7 晶閘管過電流保護快速熔斷器的選擇主要考慮以下兩個方面：（1） 快速熔斷器的額定電壓應(yīng)大于線路正常工作電壓的有效值，即 取240V。（2） 快速熔斷器的額定電流應(yīng)大于等于被保護晶閘管額定電流。 則選型為RS3/25

16、0-20。3.4觸發(fā)回路設(shè)計晶閘管觸發(fā)電路的作用是產(chǎn)生符合要求的門極觸發(fā)脈沖，保證晶閘管在必要的時刻由阻斷轉(zhuǎn)為導(dǎo)通。晶閘管觸發(fā)電路往往包括觸發(fā)時刻進行控制相位控制電路、觸發(fā)脈沖的放大和輸出環(huán)節(jié)。觸發(fā)脈沖的放大和輸出環(huán)節(jié)中，晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求： （1）觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證晶閘管可靠導(dǎo)通，三相全控橋式電路應(yīng)采用寬于60°或采用相隔60°的雙窄脈沖。 （2）觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度，對戶外寒冷場合，脈沖電流的幅度應(yīng)增大為器件最大觸發(fā)電流35倍，脈沖前沿的陡度也需增加，一般需達12Aus。 （3）所提供的觸發(fā)脈沖應(yīng)不超過晶閘管門極的電壓、電流和功率定額，且在門極的伏安特性的

17、可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi)。 （4）應(yīng)有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離。本設(shè)計用到兩組三相全控橋整流電路中有六個晶閘管，觸發(fā)順序依次為：VT1VT2VT3VT4VT5VT6，晶閘管必須嚴(yán)格按編號輪流導(dǎo)通，6個觸發(fā)脈沖相位依次相差60O，可以選用3個KJ004集成塊和一個KJ041集成塊，即可形成六路雙脈沖，再由六個晶體管進行脈沖放大，就可以構(gòu)成三相全控橋整流電路的集成觸cc發(fā)電路。1.三相全控橋整流電路的集成觸發(fā)電路如圖3-7。 圖3-7三相全控橋整流電路的集成觸發(fā)電路2. 隔離電路 由于晶閘管在主回路中，與觸發(fā)電路直接相連時易導(dǎo)通，所以要設(shè)計一個變壓器隔離兩部分電路。VD1、VD2用

18、來消除負半周波。 圖3-8 隔離電路3.電源觸發(fā)電路需要+15V、15V的穩(wěn)壓電源（直流）和、同步信號，利用變壓器將電網(wǎng)電壓降壓后接入。 圖3-9 同步信號變壓器4.5勵磁回路設(shè)計 圖3-10勵磁回路設(shè)計本設(shè)計要求勵磁額定電壓220V，則可通過三相半波進行整流，通過RP進行 電壓調(diào)節(jié)，使勵磁線圈兩側(cè)電壓為220V。欠電流繼電器可以進行失磁保護，當(dāng)電流小于某一數(shù)值時將電路斷開，防止因失磁而引起飛車現(xiàn)象。第四章 控制回路的設(shè)計4.1電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計1.確定時間常數(shù)1）整流裝置之后時間常數(shù)Ts。三相橋式電路的平均失控時間Ts=0.0017s。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

19、.3s，為了基本濾平波頭，取Toi=0.002s。3）電流環(huán)小時間常數(shù)之和T=Ts+Toi=0.0037s。2.選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計要求i5%時，并保證穩(wěn)態(tài)電流誤差，可用典型型系統(tǒng)設(shè)計電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對象是雙慣性的，因此可用PI型電流調(diào)節(jié)器。 圖4-1電流環(huán)原理圖回路總電阻：R=1.06+2×0.037+0.024=1.158回路總電感：L=8.93+2×0.24+3.2=12.61mH檢查對電源電壓的抗干擾性能：=L/R=0.011s電動勢系數(shù)：=(220-12.5×1.06)/1500=0.138V·min/r額定勵磁下電動機的轉(zhuǎn)矩系數(shù)：

20、=1.138N·m/A電力拖動系統(tǒng)電機時間常數(shù)：²R/375=0.138s3. 計算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)1） 電流調(diào)節(jié)超前時間常數(shù)：i=0.011s2） 選擇給定信號：Un*=10V 選擇轉(zhuǎn)速環(huán)限幅電壓：Ui*=10V 選擇電流環(huán)限幅電壓：Uc=10V 則電力電子變換器的電壓放大系數(shù)：Ks=Ud/Uc=220/10=223） 取電流反饋系數(shù)=Uim*/Idbl=10/18.75=0.533V/A4) *T=0.5 =135.1s-1 4. 檢驗近似條件電流環(huán)截止頻率ci=135.1s-11） 晶閘管整流裝置的傳遞函數(shù)的近似條件1/3Ts=1/(3×0.0017)=196

21、.1s-1>ci滿足近似條件2） 忽略反電動勢變化對電流環(huán)動態(tài)影響的條件 滿足近似條件3） 電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件滿足近似條件5. 計算調(diào)節(jié)器電阻和電容運算放大器取=40K各電阻和電容為Ri=Ki/=5.88K Ci=i/Ri=1.833F Coi=4Toi/=0.2F 按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達到的動態(tài)跟隨性能指標(biāo)為i=4.3%5%，滿足設(shè)計要求。4.2轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計3.2.1速度調(diào)節(jié)器設(shè)計1.確定時間常數(shù)1) 電流環(huán)等效時間常數(shù)1/=2Ti=2×0.0037=0.0074s2) 轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù)Ton=0.01s3) 轉(zhuǎn)速環(huán)節(jié)小時間常數(shù)Tn=1/+Ton=0.0174s2

22、.選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計要求，可用典型型系統(tǒng)設(shè)計轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。 圖4-2轉(zhuǎn)速環(huán)原理圖3. 計算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)1）按跟隨和抗擾性能都較好的原則，取h=5，則ASR的超前時間常數(shù)為n=hTn=0.087s轉(zhuǎn)速開環(huán)增益轉(zhuǎn)速環(huán)系數(shù)ASR的比例系數(shù) =5.564.檢驗近似條件 轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率1) 電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件為滿足簡化條件2) 轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件滿足簡化條件5. 計算調(diào)節(jié)器電阻和電容取=40K6. 校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量當(dāng)h=5時，=37.6%，不能滿足設(shè)計要求。應(yīng)按ASR退飽和的情況重新計算超調(diào)量7. 按ASR重新計算超調(diào)量調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機械特性的額定穩(wěn)態(tài)速降過載倍數(shù)，理想空載轉(zhuǎn)速時，n

23、=0查表得，h=5時，則，=2.17%<10%滿足設(shè)計要求。第五章 控制回路設(shè)計5.1邏輯控制器的組成邏輯控制器DLC按照系統(tǒng)的工作狀態(tài)，指揮系統(tǒng)進行正、反組的自動切換，其輸出信號用來控制正組觸發(fā)脈沖的封鎖或開放，用來控制反組觸發(fā)脈沖的封鎖與開放。DLC的輸出要求：正向運行：VF整流，開放VF，封鎖VR；反向制動：VF逆變，開放VF，封鎖VR；反向運行：VR整流，開放VR，封鎖VF；正向制動：VR逆變，開放VR，封鎖VF。因此，DLC有兩種工作狀態(tài)：VF開放=1，VF封鎖=0；VR開放=1，VR封鎖=0DLC應(yīng)有如下的結(jié)構(gòu)： 圖5-1邏輯控制器的組成和輸入輸出信號5.2邏輯控制器的設(shè)計5

24、.2.1零電平檢測零電平檢測器也是一個電平檢測器，其工作原理是在控制系統(tǒng)中進行零電流檢測，當(dāng)輸出主電路的電流接近零時，電平檢測器檢測到電流反饋的電壓值也接近零，輸出高電平。其原理圖如下所示： 圖4-2零點平檢測原理圖5.2.2轉(zhuǎn)矩極性檢測轉(zhuǎn)矩極性鑒別用于檢測控制系統(tǒng)中轉(zhuǎn)矩極性的變化。它是一個有比較器組成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可將控制系統(tǒng)中連續(xù)變化的電平信號轉(zhuǎn)換成邏輯運算所需的“0”、“1”電平信號。其原理圖如下圖所示。 圖5-3轉(zhuǎn)矩極性鑒別原理圖5.2.3 邏輯判斷電路邏輯判斷的任務(wù)是根據(jù)兩個電平檢測器的輸出信號，正確地發(fā)出切換信號，輸出均有“l(fā)”和“0”兩種狀態(tài)。 圖54邏輯控制器原理圖 電路的輸入

25、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，為“0”；反轉(zhuǎn)時為正，為“1”；有電流時為正，為“1”；無電流時為負，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”。

26、按系統(tǒng)運行狀態(tài)，可列出各量要求的狀態(tài)，如表4-1所示，并根據(jù)封鎖條件列出邏輯代數(shù)式。表5-1 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根據(jù)正組封鎖條件： （5-1）據(jù)反組封鎖條件： （5-2）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（5-1）式和（5-2）式最小化，最后化成或非門的形式。 （5-3） （5-4）5.2.4延時電路邏輯切換指令發(fā)出后并不能馬上執(zhí)行，還須經(jīng)過兩段延時時間，以

27、確保系統(tǒng)的可靠工作，這就是封鎖延時tdbl和開放延時tdt。從發(fā)出切換指令到真正封鎖掉原來工作地那組晶閘管之間應(yīng)該留出來的一段等待時間叫作封鎖延時。由于主電流的實際波形是脈動的，而電流檢測電路發(fā)出的零電流數(shù)字信號Ui0時，總有一個最小動作電流I0，如果脈動的主電流瞬時低于I0就立即發(fā)出Ui0信號。實際上電流仍在連續(xù)地變化，這時本組正處在逆變狀態(tài)，突然封鎖觸發(fā)脈沖將產(chǎn)生逆變顛覆。從封鎖本組脈沖到開放它組脈沖之間也要留一段等待時間，這是開放延時。因為在封鎖觸發(fā)脈沖后，已導(dǎo)通的晶閘管要過一段時間后才能關(guān)斷，再過一段時間才能恢復(fù)阻斷能力。如果在此以前就開放它組脈沖，仍有可能造成兩組晶閘管同時出現(xiàn)導(dǎo)通，

28、產(chǎn)生環(huán)流。5.2.5聯(lián)鎖保護電路在正常工作時，邏輯判斷與延時電路的兩個輸出和總是一個為“1”態(tài)，另一個為“0”態(tài)。一旦出現(xiàn)故障，兩個輸出和如果同時為“1”態(tài)，將造成兩組晶閘管同時開放而導(dǎo)致電源短路。 5.3反相器 本設(shè)計中正組與反組的觸發(fā)脈沖成關(guān)系，即 所以應(yīng)當(dāng)用反號器將觸發(fā)電路的控制電壓進行取反。圖5-5反相器反號器的輸入信號由與運算放大器的反相輸入端輸入，故輸出電壓為： 調(diào)節(jié)電位器RP1的滑動觸電，改變RP1的阻值，使RP1+R3=R1，則 即輸入與輸出成倒像關(guān)系。故為反號器。5.4直流穩(wěn)壓電源 圖5-6直流穩(wěn)壓電源 由單相橋式整流器和三端穩(wěn)壓器構(gòu)成的穩(wěn)壓電源，作為給定電源。（1） 電路的

29、組成 電路經(jīng)變壓器變壓后的42V電壓經(jīng)單相橋式整流后向給定電路提供電源。將變壓器線圈分為兩部分，中間接地，以得到正、負電壓同時輸出。在電橋的兩端分別串入一對容量較大的電容、和一對容量較小的電容、，兩對電容的中間接地。 在正電壓輸出端串入三端穩(wěn)壓器LM117，在負電壓輸出端串入LM137.分別穩(wěn)定+15V、-15V電壓的輸出。 為了保證電壓的精度和穩(wěn)定性，要選擇精度高的電阻，同時電阻要緊靠穩(wěn)壓器，防止輸出電流在連線電阻上產(chǎn)生誤差電壓。（2） 電路的工作原理給定電路的電源由單向不可控整流后的電源提供。電源電壓經(jīng)變壓器變壓后的輸出電壓是42V，變壓器線圈繞組的中間接地，經(jīng)變壓器分為兩個同時輸出21V的副邊電壓。電流經(jīng)不可控整流后，直接向穩(wěn)壓器提供穩(wěn)壓電源。21V的電流經(jīng)整流橋后，輸入穩(wěn)壓器的電壓大約為 這樣穩(wěn)壓器LM117可輸出電壓為+15V，LM137可輸出電壓15V。整流后輸出電壓的電流為正弦波形電流，在整流橋的兩端并入電容、后，可將正弦波電流變?yōu)檩敵鲭娏鞔笮』竞?/p>