規(guī)律無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)試驗報告

本文格式為Word版，下載可任意編輯——規(guī)律無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)試驗報告５.５規(guī)律無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)

５．５．１試驗?zāi)康?/p>

(１）熟悉規(guī)律無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的組成和工作原理。（２）把握各控制單元的原理、作用及調(diào)試方法。

（３）把握規(guī)律無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟和調(diào)試方法。（４）把握規(guī)律無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的靜特性和動態(tài)特性。５．５．２試驗內(nèi)容

（１）控制單元調(diào)試。（２）系統(tǒng)調(diào)試。

（３）正反轉(zhuǎn)機(jī)械特性ｎ＝ｆ（Ｉｄ）的測定。

（４）正反轉(zhuǎn)閉環(huán)控制特性ｎ＝ｆ（Ｕｇ）的測定。（５）系統(tǒng)動態(tài)特性的測試。

５．５．３試驗設(shè)備

（１）電源控制屏（ＮＭＣＬ３２）；

（２）低壓控制電路及儀表（ＮＭＣＬ３１）；（３）觸發(fā)電路和晶閘管主回路（ＮＭＣＬ３３）；（４）可調(diào)電阻（ＮＭＣＬ０３）；

（５）直流調(diào)速控制單元（ＮＭＣＬ１８）；（６）電機(jī)導(dǎo)軌及測速發(fā)電機(jī)（或光電編碼器）；（７）直流發(fā)電機(jī)Ｍ０１；（８）直流電機(jī)Ｍ０３；（９）雙蹤示波器；（１０）萬用表。

５．５．４試驗原理

規(guī)律無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖如圖５１２所示。

規(guī)律無環(huán)流可逆直流調(diào)速專用掛箱由ＡＲ（反號器）、ＤＰＴ（轉(zhuǎn)矩極性鑒別器）、ＤＰＺ（零電流檢測器）和ＤＬＣ（規(guī)律控制器）構(gòu)成。１．反號器（ＡＲ）

反號器由運(yùn)算放大器及有關(guān)電阻組成（見圖５１３），用于調(diào)速系統(tǒng)中信號需要倒相的場合。反號器的輸入信號由運(yùn)算放大器的反相端接入，故輸出電壓為Ｕｓｃ＝－（ＲＰ１＋Ｒ３）／Ｒ１×Ｕｓｒ。

調(diào)理ＲＰ１的可動觸點，可改變ＲＰ１的數(shù)值，使ＲＰ１＋Ｒ３＝Ｒ１，則Ｕｓｃ＝－Ｕｓｒ，輸入與輸出成倒相關(guān)系。元件ＲＰ１裝在面板上。２．轉(zhuǎn)矩極性鑒別器（ＤＰＴ）轉(zhuǎn)矩極性鑒別器為一電平檢測器，用于檢測控制系統(tǒng)中轉(zhuǎn)矩極性的變化；它是一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可將控制系統(tǒng)中連續(xù)變化的電平轉(zhuǎn)換成規(guī)律運(yùn)算所需的“０〞、“１〞狀態(tài)信號。其原理如圖５１４（ａ）所示。轉(zhuǎn)矩極性鑒別器的輸入輸出特性如圖５１４（ｂ）所示，具有繼電特性。

調(diào)理同相輸入端電位器可以改變繼電特性相對于零點的位置。輸入輸出特性的回環(huán)寬度為Ｕｋ＝Ｕｓｒ２－Ｕｓｒ１＝Ｋ１（Ｕｓｃｍ２－Ｕｓｃｍ１）式中，Ｋ１為正反饋系數(shù)，Ｋ１越大，則正反饋越強(qiáng)，回環(huán)寬度接越大；Ｕｓｒ２和Ｕｓｒ１分別為輸出由正翻轉(zhuǎn)到負(fù)和由負(fù)翻轉(zhuǎn)到正所需的最小輸入電壓；Ｕｓｃｍ２和Ｕｓｃｍ１分別為正向和負(fù)向飽和輸出電壓。規(guī)律控制系統(tǒng)中的電平檢測環(huán)寬一般?。埃病埃叮?，環(huán)寬大時能提高系統(tǒng)抗干擾能力，但環(huán)過寬時會使系統(tǒng)動作遲鈍。

３．零電流檢測器（ＤＰＺ）

零電流檢測器也是一個電平檢測器，其工作原理與轉(zhuǎn)矩極性鑒別器一致，在控制系統(tǒng)中進(jìn)行零電流檢測，其原理圖和輸入輸出特性分別如圖５１５（ａ）和５１５（ｂ）所示。

４．規(guī)律控制器（ＤＬＣ）

規(guī)律控制器用于規(guī)律無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)，其作用是對轉(zhuǎn)矩極性和主回路零電流信號進(jìn)行規(guī)律運(yùn)算，切換加于正組橋或反組橋晶閘管整流裝置上的觸發(fā)脈沖，以實現(xiàn)系統(tǒng)的無環(huán)流運(yùn)行，其原理如圖５１６所示。

規(guī)律控制器主要由規(guī)律判斷電路、延時電路、規(guī)律保護(hù)電路和推β電路等環(huán)節(jié)組成。

１）規(guī)律判斷環(huán)節(jié)

規(guī)律判斷環(huán)節(jié)的任務(wù)是根據(jù)轉(zhuǎn)矩極性檢測器和零電流檢測器的輸出ＵＭ和ＵＩ狀態(tài)，正確地判斷晶閘管的觸發(fā)脈沖是否需要進(jìn)行切換（由ＵＭ是否變換狀態(tài)決定）及切換條件是否具備（由ＵＩ是否從“０〞變“１〞決定）。即：在ＵＭ變號后，零電流檢測器檢測到主電路電流過零（ＵＩ＝“１〞）時，規(guī)律判斷電路馬上翻轉(zhuǎn)，同時應(yīng)保證在任何時刻規(guī)律判斷電路的輸出ＵＺ和ＵＦ狀態(tài)必需相反。２）延時環(huán)節(jié)

要使正、反兩組整流裝置安全、可靠地切換工作，必需在規(guī)律無環(huán)流系統(tǒng)中的規(guī)律判斷電路

發(fā)出切換指令ＵＺ或ＵＦ后，經(jīng)關(guān)斷等待時間ｔ１（約３ｍｓ）和觸發(fā)等待時間ｔ２（約１０ｍｓ）之后才能執(zhí)行切換指令，故設(shè)置相應(yīng)的延時電路。延時電路中的ＶＤ１、ＶＤ２、Ｃ１、Ｃ２起ｔ１的延時作用，ＶＤ３、ＶＤ４、Ｃ３、Ｃ４起ｔ２的延時作用。３）規(guī)律保護(hù)環(huán)節(jié)

規(guī)律保護(hù)環(huán)節(jié)也稱為“多一〞保護(hù)環(huán)節(jié)，當(dāng)規(guī)律電路發(fā)生故障時，ＵＺ、ＵＦ的輸出同時為“１〞狀態(tài)，規(guī)律控制器的兩個輸出端Ｕｂｌｆ和Ｕｂｌｒ全為“０“狀態(tài)，造成兩組整流裝置同時開放，引起短路環(huán)流事故。參與規(guī)律保護(hù)環(huán)流環(huán)節(jié)后，當(dāng)ＵＺ、ＵＦ全為“１〞狀態(tài)時，使規(guī)律保護(hù)環(huán)節(jié)輸出Ａ點電位變?yōu)椤埃皑?，使Ｕｂｌｆ和Ｕｂｌｒ都為高電平，兩組觸發(fā)脈沖同時封鎖，避免產(chǎn)生短路環(huán)流事故。４）推β環(huán)節(jié)

在正、反橋切換時，規(guī)律控制器中的Ｇ８輸出“１〞狀態(tài)信號，將此信號送入ＡＣＲ的輸入端作為脈沖后移推β指令，從而可避免切換時電流的沖擊。５）功率放大輸出環(huán)節(jié)因與非門輸出功率有限，為了能可靠推動脈沖門Ⅰ或Ⅱ，故加了由Ｖ１和Ｖ２組成的功率放大級，由規(guī)律信號ＵＬＫ１和ＵＬＫ２進(jìn)行控制，或為“通〞或為“斷〞來控制觸發(fā)脈沖門Ⅰ或觸發(fā)脈沖門Ⅱ。

５．系統(tǒng)組成與工作原理

規(guī)律無環(huán)流系統(tǒng)的主回路由兩組反并聯(lián)的三相全控整流橋組成，由于沒有環(huán)流，兩組可控整流橋之間可省去限制環(huán)流的均衡電抗器，電樞回路僅串接一個平波電抗器?？刂葡到y(tǒng)主要由速度調(diào)理器、電流調(diào)理器、反號器、轉(zhuǎn)矩極性鑒別器、零電流檢測器、無環(huán)流規(guī)律控制器、觸發(fā)器、電流變換器和速度變換器等組成。其系統(tǒng)原理圖如圖５１２所示。

正向起動時，給定電壓Ｕｇ為正電壓，無環(huán)流規(guī)律控制器的輸出端Ｕｂｌｆ為“０〞態(tài)，Ｕｂｌｒ為“１〞態(tài)，即正橋觸發(fā)脈沖開通，反橋觸發(fā)脈沖封鎖，主回路正組可控整流橋工作，電機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)。減小給定時，Ｕｇ＜Ｕｆｎ，使Ｕｇｉ反向，整流裝置進(jìn)入本橋逆變狀態(tài)，而Ｕｂｌｆ、Ｕｂｌｒ不變。在主回路電流減小并過零后，Ｕｂｌｆ、Ｕｂｌｒ輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換，Ｕｂｌｆ為“１〞態(tài)，Ｕｂｌｒ為“０〞態(tài)，即進(jìn)入它橋制動狀態(tài)，使電機(jī)降速至設(shè)定的轉(zhuǎn)速后再切換成正向運(yùn)行；當(dāng)Ｕｇ＝０時，則電機(jī)停轉(zhuǎn)。

反向運(yùn)行時，Ｕｂｌｆ為“１〞態(tài)，Ｕｂｌｒ為〞０〞態(tài)，主電路反組可控整流橋工作。無環(huán)流規(guī)律控制器的輸出取決于電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。正向運(yùn)轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)制動本橋逆變及反轉(zhuǎn)制動它橋逆變狀態(tài)，Ｕｂｌｆ為“０〞態(tài)，Ｕｂｌｒ為“１〞態(tài)，保證了正橋工作，反橋封鎖；反向運(yùn)轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)制動本橋逆變，正轉(zhuǎn)制動它橋逆變階段，則Ｕｂｌｆ為“１〞態(tài)，Ｕｂｌｒ為“０〞態(tài)，正橋被封鎖，反橋觸發(fā)工作。由于規(guī)律控制器的作用，在規(guī)律無環(huán)流可逆系統(tǒng)中保證了任何狀況下兩整流橋不會同時觸發(fā)，一組觸發(fā)工作時，另一組被封鎖，因此系統(tǒng)工作過程中既無直流環(huán)流，也無脈沖環(huán)流。

５．５．５試驗方法

１．兩組晶閘管工作狀態(tài)的檢測

推上空氣開關(guān)。主回路電源上電之前（此時不連接線路圖），檢查ＮＭＣＬ３３的晶閘管對觸發(fā)脈沖是否工作正常。將Ｕｂｌｆ接地可測試Ｉ組橋晶閘管的觸發(fā)脈沖，將Ｕｂｌｒ接地可測試反組橋晶閘管的觸發(fā)脈沖，Ｕｂｌｆ和Ｕｂｌｒ的電壓一個為高電平，另一個為低電平，但不能同為低電平（即不能同時接地）。

（１）用示波器觀測雙脈沖觀測孔，應(yīng)有間隔均勻、幅度一致的雙脈沖。

（２）檢查相序，用示波器測試“１〞，“２〞脈沖觀測孔，“１〞孔脈沖超前“２〞孔脈沖６０°，則相序正確，否則，應(yīng)調(diào)整輸入電源相序。

（３）將控制Ｉ組橋觸發(fā)脈沖通斷的６個琴鍵開關(guān)彈出，觸發(fā)脈沖處于“通〞態(tài)，用示波器

測試每只晶閘管的控制極和陰極之間應(yīng)有幅度為１．０～２．０Ｖ的脈沖。Ⅱ組橋晶閘管檢測方法一致。２．控制單元調(diào)試

控制單元具體的調(diào)試方法：

（１）按５．２節(jié)的方法調(diào)試ＡＳＲ、ＡＣＲ、ＤＰＴ、ＤＰＺ。（２）按５．４節(jié)的方法調(diào)試ＦＢＳ和ＦＢＣ（Ｉｆ和Ｉｚ）。３．機(jī)械特性ｎ＝ｆ（Ｉｄ）的測定按試驗圖５１７和圖５１８接線，閉合主回路電源，在電機(jī)Ｍ０３空載運(yùn)行到ｎ＝１５００ｒ／ｍｉｎ后，再接入發(fā)電機(jī)Ｍ０１的勵磁電源和不同值的ＲＧ，測試電機(jī)Ｍ０３

的正、反轉(zhuǎn)機(jī)械特性ｎ＝ｆ（Ｉｄ），測試方法與５．４節(jié)一致。將測試數(shù)據(jù)記入表５１０。

測試完成后，使給定電壓Ｕｇ＝０，電機(jī)Ｍ０３停轉(zhuǎn)，斷開主電源開關(guān)。４．閉環(huán)控制特性的測定

按試驗圖５１７和５１８接線，電機(jī)Ｍ０３接入勵磁電源，發(fā)電機(jī)Ｍ０１不加勵磁電源和限流電阻ＲＧ，系統(tǒng)實現(xiàn)空載運(yùn)行，閉合主回路電源，按５．４節(jié)的方法測出正、反轉(zhuǎn)時的閉環(huán)控制特性ｎ＝ｆ（Ｕｇ）。將測試數(shù)據(jù)記入表５１１。

測試完成后，使給定電壓Ｕｇ＝０，電機(jī)Ｍ０３停轉(zhuǎn)，斷開主電源開關(guān)。

５．系統(tǒng)動態(tài)波形的觀測

按試驗圖５１７和５１８接線，閉合主回路電源，利用ＮＭＣＬ１８中ＡＳＲ的

“１〞端和ＡＣＲ的“１〞端，可以觀測轉(zhuǎn)速和電流的波形，并利用雙蹤慢掃描數(shù)字示波器測試并記錄：

（１）調(diào)理正負(fù)給定Ｕｇ使電機(jī)正、逆轉(zhuǎn)速ｎ＝１０００ｒ／ｍｉｎ，上下?lián)軇樱危停茫蹋常钡慕o定的鈕子開關(guān)Ｓ２得到給定電壓Ｕｇ的階躍變化，上下?lián)軇樱危停茫蹋常钡拟o子開關(guān)Ｓ１得到給定Ｕｇ的正負(fù)電壓，測試（正向起動→正向停車→反向切換到正向→正向切換到反向→反向停車）時的動態(tài)波形。

（２）電機(jī)空載運(yùn)行ｎ＝１５００ｒ／ｍｉｎ，Ｕｇ不變，突加突減負(fù)載ＲＧ的動態(tài)波形。（３）改變ＡＳＲ和ＡＣＲ的參數(shù)（串接電容，調(diào)理ＲＰ４），測試動態(tài)波形的變化。測試完成后，使給定電壓Ｕｇ＝０，電機(jī)Ｍ０３停轉(zhuǎn)，斷開主電源開關(guān)。

５．５．６本卷須知

（１）試驗時，應(yīng)保證規(guī)律控制器工作；規(guī)律正確后才能使系統(tǒng)正反向切換運(yùn)行。（２）為了防止意外，可在電樞回路串聯(lián)一定的電阻。若工作正常，則可隨Ｕｇ的增大逐漸切斷電阻。

附：（1）DPT、DPZ調(diào)理方法

按試驗圖５６連線。推上空氣開關(guān)，此時不需要閉合主電路電源。

（１）測定轉(zhuǎn)矩極性鑒別器（ＤＰＴ）的環(huán)寬，要求環(huán)寬為０．４～０．６Ｖ，尋覓輸出端“２〞的高低電平跳變點，調(diào)理ＤＰＴ電位器ＲＰ使環(huán)寬對稱于縱坐標(biāo)。具體方法：

①調(diào)理給定Ｕｇ，使ＤＰＴ的“１〞腳得到約０．３Ｖ電壓，調(diào)理ＤＰＴ電位器ＲＰ，使“２〞端輸出從“１〞變?yōu)椤埃皑暎磸母唠娖剑保常担肿優(yōu)榈碗娖剑埃叮担郑４藭rＤＰ

Ｔ的ＲＰ盡量保持不變。

②給定的鈕子開關(guān)Ｓ１撥向下方，調(diào)理負(fù)給定Ｕｇ，從０Ｖ起調(diào)。當(dāng)ＤＰＴ的“２〞

端從“０〞變?yōu)椤埃报晻r（即從低電平－０．６５Ｖ變?yōu)楦唠娖剑保常担郑瑱z測ＤＰＴ的“１〞端應(yīng)為－０．３Ｖ左右。否則應(yīng)重復(fù)①和②，再微調(diào)ＤＰＴ的電位器ＲＰ，并使“２〞端電平從“０〞變?yōu)椤埃报晻r，“１〞端電壓大小基本相等（為－０．３Ｖ）。（注：若０．３Ｖ無法調(diào)理環(huán)寬，可適當(dāng)放寬到０．３３～０．３５Ｖ。）

（２）測定零電流檢測器（ＤＰＺ）的環(huán)寬，要求環(huán)寬為０．４～０．６Ｖ，尋覓輸出端“２〞的高低電平跳變點，調(diào)理ＲＰ使回環(huán)向縱坐標(biāo)右側(cè)偏離０．１～０．２Ｖ。與ＤＰＴ的調(diào)理方法一致，ＤＰＺ調(diào)理的具體方法：

①調(diào)理給定Ｕｇ，使ＤＰＺ的“１〞端為０．７Ｖ左右，調(diào)理ＤＰＺ電位器ＲＰ，使“２〞端輸出從“１〞變?yōu)椤埃皑暎磸母唠娖剑保常玻福肿優(yōu)榈碗娖剑埃叮担郑?/p>

②減小給定，當(dāng)“２〞端電壓從“０〞變?yōu)椤埃报暎磸牡碗娖剑埃叮担肿優(yōu)楦唠娖剑保常玻福郑r，“１〞端電壓應(yīng)當(dāng)在０．１～０．２Ｖ范圍內(nèi)。否則應(yīng)重復(fù)①和②，再微調(diào)ＤＰＺ的電位器ＲＰ，直至“１〞端電壓落到０．１～０．２Ｖ范圍內(nèi)。

注意：ＤＰＺ的調(diào)試只需調(diào)理正給定，無需調(diào)理負(fù)給定。

（2）規(guī)律控制器（ＤＬＣ）的調(diào)試

按圖５６連線。測試規(guī)律功能，列出真值表，真值表應(yīng)符合表５３。

調(diào)試時的階躍信號可從給定的鈕子開關(guān)Ｓ２得到。調(diào)試方法：

①給定順時針旋轉(zhuǎn)終究，Ｕｇ輸出約為１２Ｖ，代表ＤＬＣ的“１〞端為高電給定的鈕子開關(guān)Ｓ２撥向下方，則代表ＤＬＣ的“１〞端為低電平。

②ＮＭＣＬ３１的“低壓電源〞置于“ＯＮ〞，則加到ＤＬ