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文檔簡介
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)。
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