晶閘管直流調速系統(tǒng)主要控制單元調試實驗報告

1、 “運動控制系統(tǒng)”專題實驗第 號臺實驗報告學生姓名所屬班級學 號同組者姓名所屬班級學 號同組者姓名所屬班級學 號實驗時間2015/4/24提交報告日期 成 績實驗名稱5.2晶閘管直流調速系統(tǒng)主要控制單元調試一.實驗目的（1）熟悉直流調速系統(tǒng)主要控制單元的工作原理及調速系統(tǒng)的要求。（2）掌握直流調速系統(tǒng)主要控制單元的調試步驟和方法。二.實驗內容（1） 調節(jié)器的測試。（2） 電平檢測器的調試。（3） 反號器的調試。（4） 邏輯控制器的調試。（邏輯控制器和電平檢測器的調試暫時不做）三.實驗設備（1）電源控制屏（NMCL-32）；（2）低壓控制電路及儀表（NMCL-31）；（3）直流調速控制單元（NM

2、CL-18）；（4）雙蹤示波器四.實驗原理1. 反號器（AR） 反號器由運算放大器及有關電阻組成，用于調速系統(tǒng)中信號需要倒向的場合。反號器的輸入信號由運算放大器的反向端接入，故輸出電壓為Usc=-(RP1+R3)/R1Usr。 調節(jié)RP1的可動觸點，可改變RP1的數(shù)值，使RP1+R3=R1，則Usc=-Usr，輸入和輸出成倒向關系。元件RP1裝在面板上。2. 電平檢測器（1）轉矩極性鑒別器（DPT） 轉矩極性鑒別器用于監(jiān)測控制系統(tǒng)中轉矩極性的變化；它是一個模數(shù)轉換器，可將控制系統(tǒng)中連續(xù)變化的電平轉換成邏輯運算所需要的“0”和“1”。其輸入輸出特性具有繼電特性。 調節(jié)輸入端電位器可調節(jié)繼電特性相

3、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，正反饋越強，回環(huán)寬度越大；Usr2和Usr1分別為輸出由正翻轉到負和由負翻轉到正所需的最小輸入電壓；Uscm2和Uscm1分別為正向和負向飽和輸出電壓。邏輯控制系統(tǒng)中的電平檢測環(huán)寬一般取0.20.6V，環(huán)寬大時能提高系統(tǒng)的抗干擾能力，但環(huán)過寬時會使系統(tǒng)動作遲緩。 （2）零點六檢測器 工作原理與轉矩極性鑒別器相同，但其繼電特性相對于零點的位置只能在正半軸。3. 邏輯控制器（LC） 邏輯控制器用于邏輯無環(huán)流可逆直流調速系統(tǒng)，其作用是對轉矩極性和主回路零電流信號進行邏輯

4、運算，切換加于整租橋和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)流運行。 （1）邏輯判斷環(huán)節(jié) 邏輯判斷環(huán)節(jié)的任務是根據(jù)轉矩極性檢測器和零電流檢測器的輸出U和U狀態(tài)，正確地判斷晶閘管的觸發(fā)脈沖是否需要進行切換（由U是否變換狀態(tài)決定）及切換條件是否具備（由U是否從“0”變“1”決定）。即：在U變號后，主電路電流過零時，邏輯判斷電路立即翻轉，同時應保證在任何時刻邏輯判斷電路的輸出U和U狀態(tài)必須相反。 （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，必須在邏輯無環(huán)流系統(tǒng)中的邏輯判斷電路發(fā)出切換指令U或U后，經關斷等待時間t1（約3ms）和觸發(fā)等待時間t2（約10ms）之后才能執(zhí)行切

5、換指令，故應設置相應的延時電路。 （3）邏輯保護環(huán)節(jié) 邏輯保護環(huán)節(jié)也稱為“多一”保護環(huán)節(jié)，當邏輯電路發(fā)生故障時,U、U的輸出同時為“1”狀態(tài)，邏輯控制器的兩個輸出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。加入邏輯保護環(huán)流環(huán)節(jié)后，當U、U全為“1”時，是邏輯保護環(huán)節(jié)輸出A點電位變?yōu)椤?”，使Ublf和Ublr都為高電平，兩組觸發(fā)脈沖同時封鎖，避免產生短路環(huán)流事故。 （4）推環(huán)節(jié) 在正反橋切換時，邏輯控制器中的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推移指令，從而可避免切換時電流的沖擊。 （5）功率放大輸出環(huán)節(jié) 因與非門的輸出功率有限，為了盡

6、可能可靠推動脈沖們I或II，故加了由V1和V2組成的功率放大級，有邏輯信號U和U進行控制，或為“通”或為“斷”來控制觸發(fā)脈沖門I和觸發(fā)脈沖門II。五.實驗結果與分析 1.速度調節(jié)器ASR的調試（1） 調試正負電壓限幅值 在給定為1V時，分別調節(jié)RP2和RP1，使“3”端限幅輸出分別為-5V和+5V。但是，在調節(jié)完成后，當給定降至0.2V左右時，ASR輸出就已變?yōu)?。分析電路后，找出原因：調試之前未將零速封鎖器（DZS）解除，使得ASR的調節(jié)范圍受到影響。（2）ASR作為P調節(jié)器的輸入輸出特性 短路電容，測量輸入端和輸出端的電壓得出一組數(shù)據(jù)：輸入端Ug/V0.700.500.30輸出端電壓/V-

7、2.88-2.03-1.20放大比例K-4.11-4.06-4.0（3） 測試PI特性突減正給定電壓得ASR輸出端波形為： 2.速度調節(jié)器的反號器AR調試 當“3”端輸出電壓為-5V時，“9”端輸出電壓為+5V。 3.電流調節(jié)器ACR的調試（1） 調試ACR的正、負電壓限幅值 給定電壓接入ACR的輸入端，令給定為1V，輸出端為-5V和+5V。（2） 測定P調節(jié)輸入輸出特性 短接電容，得出如下數(shù)據(jù)：輸入端Ug/V0.750.500.30輸出端電壓/V-3.94-2.59-1.60放大比例K-5.25-5.18-5.23（3） 測定PI特性 突減給定電壓得波形：六.思考題（1）簡述ASR、ACR電路的工作原理。 ASR、ACR由運算放大器反饋電路、輸出限幅電路和零速封鎖電路組成。給定輸入接在放大器的反相端“2”，并將輸出反饋接回反相端構成負反饋。當反饋回路不接電容時，調節(jié)器為比例調解器，輸入與輸出成線性關系，比例系數(shù)由RP3和RP4的大小決定。當反饋回路接入電容后，調節(jié)器為比例積分調節(jié)器，當突加突減給定時，由于電容的充放電作用，輸出以指數(shù)增長為輸入值。若速度反饋接入“1”，則輸入為給定電壓減去速度反饋電壓的速度誤差信號。調節(jié)器對誤差信號進行比例和積分作用，輸出控制量。輸出通過限幅電路限幅，限幅電壓由RP1和RP2調節(jié)。