逻辑无环流可逆调速系统

.目录.1逻辑无环可流逆直流调系速统简介21逻无环流辑流调速直系统数和缓参解性特测的定32.1枢电路回阻电R的定测32.2主路电电时间常磁数的定测5.3电动2电势常机数Ce转矩和常数CM的测62.定4系统电机间时常数m的测定72.5测T发电机速性U特GT(nf)的定8测3驱动路电的计10设3.电流1节器调的计设130.11.流电调节的原理图器03.1.12电流节器调参数计算113的2.度速调节器的设计313..21度调节速的原器理图133..2速度调2节器参数的算计1333.触发电的设路1计63..3系1对统发触器的求要6133..2发电触及其路特点6313.3.JK004工的原理作714无环逻流控制器DL辑C设19计5系统主电设路20计5.主电1路理原说及明20.52保护电的路设2计1总23结.w.ord..考参献24文附录25...wor.d....1逻无环辑流逆直可流调系统速简介多许生产机要械电动机求能正转，又能既反转，而常且还需要常快的速启动制和，动这需要就力拖电动系统具四有限象行运的性，特也是就要可逆需的调系统速采用两组。晶管闸并反的可逆调联速统解系决了动机的电正、转反运行和馈回动问制题但是，如，两组装果的置流电压整时同出现便会产生，流过不载而负接在两直组闸管之间晶通的流短路流，称电作环流这。的环流对样载负无，益会加只晶闸管重变和压的器担，消耗负功率换。流大太会时导晶闸致管坏，损此因应予该以抑制消或除有环可逆系统虽然流有具向反快、过渡平等优点，但设滑几置个流环抗器终电是究个累赘。因，当此工艺程过系对统度特过的平性性滑要不高求，时别特对于大是容的量系，统采常用没既有直平均环流又没流瞬有时动脉环的无流流可环系逆统无。环流逆可调速统系可实现按环流原无理的同不而为两大类分逻辑无：流环系统和位错制无环流控系。统而错位环无系流在目统的前产生应用中少很逻，辑环流系无目前统产生应用最中为广泛可逆的统系，一当组闸晶管工时作用，逻电路封锁辑一组晶闸另的触管脉冲发，使它全完处于阻断态状，保两组确闸晶管不同工时，从作本根切上断环了流通的，路就是这逻辑制的无控流环可系逆统组成逻辑无环，可流逆系统思的路：任何时是只触候一发整流组桥，另组一整桥流锁，完封全绝杜了产生环的流能可至于选择哪一。组作，工看电就机组动要需转矩的向方假设需正。向电，应动发正组桥；触设需反向假动电，就应发触反组，可见，桥触的选择应决发于定电动机转的矩性极在，恒通磁下就决，于定Ui信。号同时还考虑什么时要封候锁原工来桥作问题的 ，这要工作桥又看没电流有存在有电流，时应封锁不否那，么开放，一另桥组容易造成二时桥短。可路见只要用U，i信号极性和流“有电、〞“无信号〞可以判应封锁定哪组一，开放哪一桥组桥基。这于种逻判辑电断路的“指〞挥下工的作可逆统称逻系无环辑可流逆系。统这种逻辑无环流系有一个转统调速节器AS，一R反号器个AR，用采双流电调节器1CR和AA2C，双触发R装置GFT和GT构造。主电R路采用组两晶管装闸反并联置路，线..orw.d...于没有环流，由用再不设环置电流抗，但是器了为证保稳运行定时电的流形波连的，续仍保应存平波电抗器，控制路线采用型的转速﹑电典双流环系统闭，AC1R用调节正组桥电来流其，输控出制组触正装置发TG；F2CAR节反组调桥流电其输，控制出反触发组装置GTR1A，RC的定给信号Ui经反器号RA作为ACR2给的信号定Ui,这样可电使流反应信号iU的极性在正﹑反转都时必不改，变从可采用不而映极反性电流的测器检，在辑无环逻系统流中置设无环的逻流控辑器D制C，L这系统是关中部键件。按照它统系工的状作，态指挥统系进展自切动换或，者允正许触发装组发出置发触冲而封脉反锁组或，允者许组触发反装置出触发发冲而封脉锁组。正任何在况情下决不，允两组晶许闸管同时放开，确主电保路没有产生流的可能环。逻辑环流无可调速直逆系统流主要为分三部局：电主和路稳压源电驱动电，路，逻辑环流控制器。系统无原理图如图1.1。图.11逻辑环流可无逆速调系统理原图AR—S—度速调节A器C1﹑RARC——正2﹑组反流调电节G器TFGT、R——反组正流整置装F、VV—R—反正整组桥流..wrod....DC——无L流环逻控制辑器X—H—推装置TA——交流互感器TG——测速发电机M——作工电动机LB台—电—流变器A换——R反号器G—L—流保过护节2环辑无环逻流流调速系直统参数和解缓性的特测定2.1枢回电路阻电R的定测枢电回的路电总阻R包括电机的电枢电阻Ra平波，抗器的直流电阻电RL和整流装的置阻R内，n即=RR+aL+RnR为出晶测闸管流整置的装电源阻，可采内用福比拟安来测法定阻。将变电压器R〔可P用采两只900电Ω阻联〕接并被测系统的主入路，电并调电节阻负至载大。测最时电试动机加励磁不并使，机电堵。转MLC-13的定给位器电RP1时针调逆底到，使Uct0=。调节偏移电电位器压PR2使，α150°=。合上主路电电开源。关节调Ug整使流置输装电出压U=d101V然后调整，P使电R枢流电0为.88，读取电A流A表电压和表V的值为I1数U1，那么此时，流装置的理整想空载压电为UdoI1RU1节调R P，使流电表A的读为数.404A。在Ud不变的件条读下取,VA数值表，那U么do1IRU求2两解，可式电枢得回总电阻.路wo.dr....R(U2U)1(/1I2I)如把机的电电两端枢短接重复，述上实验，可得RLnR(U'2U'1)/I(1'I'2)那么电的电机电枢为Ra阻RRL(Rn)同样，接短电抗器端，两也测可电抗得之器久阻电RL。测结试果当：波示器显示图2如.1时开，场测定数参。图2.1510表2.电枢回路总1阻测电U/V试7962I/A.404.088据式R公U(2U1)/I1(I2)得，R(769)2(/0.880.4438.6)表242.平波电器的直抗电流阻RL整与装置的内流阻Rn之和测试U'/V8219I'/A088..44据公式0LRRnU('2U'1)/I(1''I2)得，RLRn(9182)/(0.880.4)4204.52.表3整流置装的阻内R与电n电枢R阻之a和试测U'/V'7185.w.rdo....I'/A'.0880.44公据Ra式Rn(U'2U1''')/(I'1'I''2)得，RaRn8(517/)(.8800.44)1.328所以可得电枢回：总电路阻≈R8.63Ω4整流装置的阻内Rn≈3.136Ω枢电阻电a≈R81.19Ω波平抗电器直流的阻RL≈电.82Ω622主.路电磁电时间数的测定常用采电波流法测定电枢形路回磁电间时数常dT，枢回电路突给定电压加，时电流id按指数规律升id上Id1(et/T)d电流变化曲其线图如2.1所。示当=Tdt时，有diI(de1)0163.2IMdC-L13的给定电位器P1逆时R针调到，底Uc使t0=。上主合路电电源开关电。机不励加。磁节Uct，监调视流表电的数，读电机电使枢电为(流50~9)Inom。0然后保持Ut不c，变然突合主电上路开，用关示器波摄拍id=f(t)的形波，波形由图测量上当电出流上升至362.稳定值时时的，即为电间回路的枢电磁时间常数dT。测结定果如图.23.图2.2电变流化曲线.orw..d..图2.3主电电磁时路常数的间测定由图23.知，电可磁时间数Td常52m.s相桥式三流整路电L0.6=93u2=0.69322079.647H取mL0.=80HIdimn3.110.T1l=L=0.80=.020sR38.462.3动电机势电常数Ce和转常矩数CM的测定将电动加机额励定，磁之空载运行使改，变枢电压U电，测d相得的应n即，由可下式算出CeCeKeU(d2U1d)(/2nn)C1e的单为位/V(/rmni)矩转数常(额磁定时通CM)的单为位.mN/，可A由e求C出实由验测得两组据数MC.955eC表2.4动机电势常电数C的测定e.w.od..r..Ud/V717n/(adr/)s1200由公式CeKeUd(2d1U)/(n2n)1，得eCKe177(147)/(10012000).15V/(r/0minC)M955.01.5.43N1.mA/.4系统机电时2间数常Tm的测定1470001系统机电时间常的可由数下计算式Tm(GD2R)/35Ce7LM于由mT>>d，T也以近 可似地把系看成统一是阶惯性节环即，n/(1KTmS)Ud电当突枢加给定电时，转压速n将按指规数律上升，n到当达6.32稳值时，所态过经的间时为拖即系动的统机时间常电。测数时电试回枢路附加电阻中应全部除。切MC—3L1的定给位电器R1P逆针时调底，到使cUt0。=合上电路主电源开。关动机电加额定M励。调节磁Ut，将c机空载起动电稳至转定速100r/mi0。n后然保Uct不持变断，开电主路关，待电机完全停开顿，后然突上主合电开关路给，电枢电加压用示波器，拍摄过过程渡曲线即可由，确定机电时间此数。常实测线曲图如2.4所示：由验实测得T：m=73sm..word....图.42统系机时间电常数mT的定测2.5速测电机特性U发TGf(n)的定测电动加额机定励磁逐渐，加增发触路电控的电制压Uct，分别取对读的应UT，的G数值设假组，干即可描出绘特性线曲UGT=fn(。)闸晶管流整装置大倍放K数sUdCU。实验果结表如25.表.25测速发机特电U性TGf()n的测定〔rnmin/〕0100Ut〔Vc〕6.9UCT(8)V1.07Ud(V)12550.分析可取Ks知20≈100176.1．320661.511208030..136810.821003899..151954.31840906.8176209..34..orwd......wro.d..3驱动.路的设计电由闸晶供管的电双环直流调闭系速，统整装置采用流相三桥电路，由式第二测的，章根本据如下数：直流电机：动22V,018W,511A,160.r/m0ni晶；管闸装置大放数系：K≈20s电回枢总电路：阻R24.3=Ω；时5间数常Td=：12m，Ts=m49sm；电流反应数系：1V01.5/IN6.0V6A转/反应系速数：10V10Vmi•/nr.0063V0•inm/rNn6010设计求要：设电流调计器，要节电求流超调量i5%；计转速调设器节要，转求超速量调n0%13.1电流调节的设器3计1..1电调流节器原的理图如图31..wor..d....3.12流电节调器参的数计算图3.1流电节调器理图原1确.时定常数间〕整流1置滞后常数装Ts。相桥三电路的式均失控平时间sT=0.017s。02〕流电波时滤常间数Toi。相桥三电路式个波每时间头是3.3s，m了为本根滤平头波，有〔应1~〕2To=3i.33s，因此m取Tio=2ms=.002s0。〕电3环小时间常数之和流Ti按。小间常数时近处理，似取TiTsTio.0007s32选择流调节器构电造据根计设要求并，证保稳电态流无差可，按型Ⅰ典系型统设计电流调节器电。环流制控象是双惯对性，因此可用的PI电型流节器，调传递函数为其：WCAR(s)K(isi1)is检查电对流电压抗扰性的能Td：.02105.8，参照6录表附1典的型型系统Ⅰ动态Ti.00073抗扰性能各，项标指是可都承以受的3。.计电流算调节器数电流参调节器前时超间常：i数Td0.02s1。电环流开 环增：益要求i5%，时照附录按表2，应取KIiT.5，0因此KI0.50.037013.51s1于，ACR是的例系比数为..wrod...4.校验.近似件条KIKIiRSK135.10.20124.53026.600.60流电环止频率：wc截KiI1351s.⑴1晶管闸流整置传装函递数的近条件似足满近条似件。1Ts31300.170s19.161swci⑵忽略电反动势变化电流对环动态像影条的件满近足条似件。133TmdT10.02100.949.53s21wic⑶流电环小时间常数近处似理件满条足近条似件。1311sToiT31000.71.000s21808.1swci5算调节器电阻计电容和如图3.2按，所用运算放大器取0R40，k各电阻电容值和为图.2P3I型流调电节器iKRiR0RiiiCToi14RCoi0..wodr....RiKRi0060.40k2k4，取42kCiiRi0.20121034F.80F8取0,.9F0oCi4Toi0R40.02040031F.02106F02F.,取02.F按照上述数参电，环流可以到达动的跟随态能性指标为i4.3%5%，满设足计要求。.23度调节速的设器计3..2速1调度节的原理器原图图如图理.33.2.23速度调节的器数参算图计33.流调电节原器图理.1确定间常数时1电〕流等效时环间数1常K/I:有前的计面可算得K1I2Ti2.0037s00.0740s2〕速转波滤间时常数Ton：有件条可知Tno.010s.w.rd.o...3〕转速时间环常T数n按小：时常数间似近处，取T理n1KITon00074.s0.1000.174s2选择转.速节器构造调按照设计求，选要P用I调节器其传递函，表达式数为WSRA()sKnns(ss1)3.算转速计调节器参按跟随和抗扰性能都比拟好数的那原，么取h,5那么ASR超前时的常间数为nhT50n.0174.0870s转速环开益增KNKNh12h2Tn2512520.01427369.53s1AS的R比系数例KNKn(h1Ce)m2hRTTN66.060150.04.91.01025.0003246.530.1744.检0近似验件条由公式K1c得可转环速截止频为cn率Kn1Knn3963.5.0087s13.48s41〔〕1流电传环递数简化条件函为13KI1T3i13.5100037.s1636.951scn〔〕转2速环小间常时数近似处理条件为..wodr....13IK1Tno315.1s31.01083.47cn均满足近似要求。.5计调节算电阻和电器容据根图3.4，取R0=0K4图3.P4I转调速节器nRnn，CTon1R04Con，KnnRR0RnnKR00.11040k400.4k取400k，CnnnR.0087040103F02.2016F0.22F,取.02FCno4onTR400.1040103F1016FF1.取1F6.校核速超转调量当h5时，附录表由3得n，37.%，不能6满设计足n1%0的要。求实际上由于，表3是线按系性统算计，的而加突阶跃定时，给ARS饱和不，符线合性系的统提前应该，按SA R退饱和情况计的算调量超。下面转对速节调退饱器时和速转调超的计量：算理设想空启载动z时0，.wo.rd....Cmax1.28%Cb，带入n(maCxCb)nbn2(*CmaxbC)()znN*TnnTm.1124.53可n28得.12%1.50.1510060.104976.510%，%以可满设计足求。0.要0943.3发电路触的计3设3.1.系统触发对器要的求〕1为保较证的宽调速X围和可逆运行要求，发触冲能够脉1在08X围内移°。向)2对于三全控相式整桥流电，路为保了可控证硅可靠换流要求触发脉冲宽度，大于60°或，者双窄用脉冲。)3可逆对系，统为防止逆了颠覆变和高工提作的靠性可，发触冲需要脉有inm和min限制。3..32发触电及其特路点据根触发器对的上要求，述选用同信步号为弦正波的晶体管触发路电。这线路的种优是点线简单路调整容，易。论理移上相X围达1可8°，0际实上由于弦波顶部正平移相X坦围只能15有°左右0移相的线性。就触发度器本来身较说差如把触发，和可器硅控看一个整体那成由于么相补互关偿系，它线的性那么度较，即好控电制Uk压与可控整流电硅Ud压的控0特性制接是线性近，由于的同作步号的正弦波信电压随源电电的波压而波动动当U，k不变，时制控角也电源随压的电动波波动而而，控硅可流整电压Ud0Udma0cxo，sUdoma随x电电源增高压增高而，而cso么随那源电压电的增高而减，故小Ud0维可持于不变近。当但电电压降源太低时，得同步压和电控电制可能没有交压点触发器，不能产触发脉冲，生使可致硅控作工混，造乱成事故所，以这触种器不发宜用电于网电波动很大的压合，此场外，正波弦发器触容易电受电压波形畸变源影的，因响此同电步压输入信号必须加R—C滤器波，相移度一角要大于般30°。根系据统能要性求采用，集触发成器。集触成发具有器靠性可高、技性术能、好.体.owr.d...小、能积低、调试耗便方等优。点用采KJ00。4它分为同步可、齿波形成、移锯向脉、冲形成、冲分选脉和脉冲大放个几环。节只用三需个K0J40集成和一块个KJ041集块成，即形可成六路脉双冲再由六个，晶管进展体冲放大，即构成脉整的完三相全控桥流电路的整成触集电发。3.3.路3KJ04的0作原工理电路由同步检测路、电齿波锯成形电、偏形路压电移相、压及锯齿波电压综电合比放拟大电路功率和放电路四大部组成局。原电理图3如5：.齿锯波斜的决率定于接电外阻6R、W1,R出的充流电电和流分电积C1的容值数对。同不移相的制控压电VY只有改变权,阻电R、R2的比例,调节相1的应移偏压电VP。时调整锯同齿斜率电位波器RW1, 可以使不同的相移制控电获压得个整移相X。围触发电为正极路性,即型相移压电增加导,角增大通。R7C和形成微分电路2,变R7改和C2的,可值得不同的脉宽获输出的同。电步为压意值。任图.35K0J0原理4图路采电双用直列插C16—白和瓷瓷黑种两外封壳,装形外寸按尺子电工业部部标颁准。?半体导集成路电外尺形?S寸Jll0—70。6片芯封形式装图如36，.脚引能如功3表.。1..wodr....图.63K004J封装形式表.31脚功能说引明功能输出齿波锯空形成V-e(e1kΩ)空地同步合综输入比拟微空分阻容封锁调制出输+Vcc引线脚12345号678910111213141156发触电路原理图图如.73。..ord.w...图37触.发电设计路无环4逻流辑制器D控LC设计无在环流制控统系中反并联，的组两整流桥要根需所要求的电枢电据极流性选择来中其一整流组桥运，行而一组另流桥触整脉发冲是被封锁。的两组流整桥切换是在电动机的转矩性极需要向反由时逻辑装置控进制的展。根据辑装逻要完置成任的，务由电它检平测逻、辑判断延时电、和联路锁护保路四电根本环个组成，逻辑装节的置功能和输入输信号出如4图.1所。示..wor..d..图.1无4流环逻控辑制节环DLC其入输为流给定或转电矩极鉴性别号信U*i和零电检测流号U信0，i出是输控制正组晶管触发闸脉冲封锁信U1号和反晶闸组管发触脉封锁信号冲U2。由平检电、测逻辑算运路电延、时电路逻辑保护、局部四构就了无环流逻辑装置成其构。造图如4.2示。所图42无环流逻.装辑置造构图5统系电主路计设5.1电主路理原说明及逻辑无流可逆直流调环速系的主统路如图电51所示.:.w.ro..d..图51.逻辑环流无逆直可调速流统主电路系两组桥在任时刻只何一有组投入工〔另作组关断一〕，所在两以桥组间就不会之存在环。流但两当组桥之间需切换时要不，简单能把原来的工着的一组作的桥触发冲脉立即封锁，而同时原把封锁来的着一组立桥即通开因，为已经导的通晶管并不闸能在发触冲脉消取一的瞬间即被立断，关须待必晶管闸受承反压时才能断。如果对两关桥的触组脉冲发的封和锁开放同时进展，原先通的那导组桥不能立关断，即原先封而锁着那的组桥经开已，通现出组两同桥导时的情况通因没有，流电抗器，环会将产生大的短路很电流把，晶闸烧管毁。为首先此应是导通已的的晶管闸断流要妥，处理当主回中路电的感储的一存局部能回馈量给网电其，局余消部在电机耗，上到直储存能的量放释完主回路电，流变零为，使原晶闸管恢复阻断力能 ，随后再通原开封来着的那锁组的桥晶闸，使管其触发通。导.2保5电路的设护计在主电路压变二次侧器并联电和阻电构成容交侧瞬流态过压保电及护波，晶闸管并滤联阻电电和构容成断缓关。冲电过流护保可通过以流互电感器检测入输流电变化的，与给定进值展拟，当比到达设值定发出过流信号时逻到控辑制，器再逻由控制器来辑封触发脉冲锁实现过流，保护。过流护保电如路图.5所示。..2wrd..o..图52.过流护电路过保压保是在直护流电动机电枢两的并端上压取电电样阻当，压值电超设过值定时，发出过压信号，经电过电转换平后到送逻辑制控器由逻辑控制，器锁触发封脉。冲..wrod....总结通本过课程设次计我，深了对加辑无逻环可逆调流速系统的解了。掌握并了辑逻无环流控器电路制的计设方和法悉了逻熟无环辑可流直逆流速调统系制动性能在。次课程这计设中用到多我方了面知的，识包电括电子力，电拖力等。动完本设钱计到用了多很电力动以外拖知的识单用电，拖动书力上的本识是知设计不出的，正如来所我的是做电主路设计的就到用了大的电力电子量知的识这告诉了。现我在的系统设计会涉及都到方面的多知识因，只此会一某门是课远不远够的。学之科总间是互联相系的，注意要些联系，这会灵学运活。用且在并学好本上的书根本识知以点后还做相应要拓展的学习，其他将的之相与的关内联容起系来这将，开阔对我知识面的而。过经这课程次设计加更达表理了与实践的论密严联系在做。实时验在教的启师发我们学会思下了考一每个实步验骤背的后论，每理一故障发生种的原因每一种，路电接法的原这理些要求都我们课本上把所学的知识运用实到践，更要求我们真中把所正有的原理理论懂弄，弄透彻。在报整理告的工程中，也我把电拖动力中辑逻无环流和电电力中子三相桥的是控整可电流路的内和容式进展公复了，而习告报的完成要我求们心认真细，懂公式弄中每的个一数所参表代值的，才保能设证正确计。.w.od.r...参考献文[1]陈伯主编时.?电力拖动自控动系统制?,机械,工业2,0037.[2王]兆安,X进军.电力电?技子?,,术机工械,2业00.77[]3漆宏.汉PLC?电气制技控?,术,械工机业,206012.[4]华光康.?子电术根底?技,高等,育,教2060.10..wro.d...mT1TT2T2Cma10x0%CtmbT/t/Tv录附附表录115典型型Ⅰ统系态抗扰性动能11102055.5%2.81.743.233.%21.41875%.3.82.871301.924%0.0.43附录表典型2I型系动态跟随性能指统标和频域标指与参数关系的参关系数TK阻尼比超量调上时间升tr峰值时间tp 相角稳裕定度止截频率c.025.00%16730.24./3T.39008..15%.6T68.3T9690..637/T0.500.07743.%.47T.26T6.550.545/T0.690．9.65%3.3T47T.9.20.5965T/.10．0516.3%.2T346T51..8078.6/T..wrod....附表录3型典II型系统跃阶入跟输性随能指h3标456789526.43%.%36.6%733.%29.8%2272%.2.0%tr5/T.204.256.8253.03.1.23.33st/T1.1521.659155.1.40511.3012.5213.25k3221111102.3%333.54.1210..word..