【正文】 設計說明書 設 計 題 目 完 成 日 期 年 月 日 專 業(yè) 班 級 設 計 者 指 導 教 師 課程設計成績評定 專 業(yè) 自動化 班 級 自動化 12 本 姓 名 學 號 教研室主任 指導教師 指導教師評語： 簽字： 年 月 日 設計成績： 簽字： 年 月 日 目 錄 前言 ?????????????????????????????? 1 一 .邏輯無環(huán)流可逆直流調速系統(tǒng)工作原理 ???????? 2 二． 無環(huán)流邏輯裝置的組成 ????????????????? 7 三． 無環(huán)流邏輯裝置的設計 ?????????????????? 8 四．邏輯無環(huán)流可逆調速 控制系統(tǒng)各種運行狀態(tài) ?????? 11 五． 系統(tǒng)參數(shù) 選擇 ?????????????????????? 14 六．參考文獻 ???????????????????????? 18 設 計 用 紙 1 前 言 隨著電力傳動裝置在現(xiàn)代化工業(yè)生產中的廣泛應用，以及對其生產工藝、產品質量的要求不斷提高，需要越來越多的生產機械能夠實現(xiàn)制動調速，因此我們就要對這樣的自動調速系統(tǒng)作一些深入的了解和研究。 本設計的課題是邏輯選觸無環(huán)流直流調速系統(tǒng)。該系統(tǒng)屬 于模擬系統(tǒng)，雖然不是很先進，但仍然在工礦企業(yè)中有著廣泛的應用，本設計有較高的集成度，大量采用了 LM 和 CMOS、 HTL 集成器件 ,使模擬數(shù)字集成電子電路的各種型號的運放 . 邏輯單元 ,時序單元 ,觸發(fā)器 ,光電器件紛呈在電路版上，同時也大量的使用分立元件等特點。 本文將先分析主回路及計算 ,論述其工作原理 ,接著講解各個控制單元 ,本系統(tǒng)的控制線路采用速度、電流、雙閉環(huán)調速系統(tǒng)。此外，為了控制給定信號的加速度，系統(tǒng)中又加入了一個給定積分器，兩個環(huán)節(jié)的調節(jié)器均采用 PI 調節(jié)器 在本論文的最后，對系統(tǒng)進行動態(tài)校正和工作過程各階段 進行較詳細的圖文討論。本系統(tǒng)采用的是串聯(lián)校正。 本設計采用邏輯選觸無環(huán)流調速系統(tǒng) ,投資少 ,調整方便 ,較符合實際需要 ,并且使用起來也比較的安全和方便，出故障時能及時察覺和排除。 主回路方案的論述、比較及選擇 生產控制過程中，當要為某生產機械制造一臺晶閘管整流裝置。首先要確定采用什么樣的整流電路，只有整流電路的形式確定后，才能根據負載來決定晶閘管、變壓器、電抗器、熔斷器等元件，才能對觸發(fā)電路提出移相范圍、脈沖等技術要求，才能選擇適當?shù)谋Ｗo元件。為此，我們的首要任務是選擇比較理想的主電路方案。 對于晶閘管可控整流 電路而言，主要分單相和三相可控整流電路，其中，單相可控整流電路的整流電壓脈動大，脈動頻率低，而且對三相電網電源而言，僅是其中的一相負載，就影響三相電網的平衡運行，所以我們在設計中就不采用單相整流電路。 一般當負載容量較大（ 4KW 以上），或者要求直流電壓脈動較小、易濾波或要求快速控制時，應考慮采用三相可控整流電路，這是因為三相整流裝置三相是平衡的，輸出的直流電壓和電流脈動小，對電網影響小以及控制滯后時間短的緣故。三相整流的類型有很多，例如：三相半波、三相全控橋式、三相半控橋式整流電路等。 此次設計采用的是在工 業(yè)上廣泛應用的三相橋式反并聯(lián)整流電路。三相橋式全控整流電路的實質是三相半波共陰極與共陽極組的串聯(lián)。 設 計 用 紙 2 一 、 邏輯無環(huán)流可逆直流調速系統(tǒng)工作原理 （一）主電路及其原理圖 邏輯無環(huán)流可逆直流調速系統(tǒng)主電路如圖 1 所示，兩組橋在任何時刻只有一組投入工作（另一組關斷），所以在兩組橋之間就不會存在環(huán)流。但當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，因為已經導通晶閘管并不能在觸發(fā)脈沖取消的一瞬間立即被關斷，必須待晶閘管承受反壓時才能關斷。如 果對兩組橋的觸發(fā)脈沖的封鎖和開放式同時進行，原先導通的那組橋不能立即關斷，而原先封鎖著的那組橋已經開通，出現(xiàn)兩組橋同時導通的情況，因沒有環(huán)流電抗器，將會產生很大的短路電流，把晶閘管燒毀。為此首先應是已導通的的晶閘管斷流，要妥 當處理主回路中的電感儲存的一部分能量回饋給電網，其余部分消耗在電機上，直到儲存的能量釋放完，主回路電流變?yōu)榱?，使原晶閘管恢復阻斷能力，隨后再開通原來封鎖著的那組橋的晶閘管，使其觸發(fā)導通。 這種邏輯無環(huán)流系統(tǒng)有一個轉速調節(jié)器 ASR，一個反號器 AR，采用雙電流調節(jié)器 1ACR 和2ACR，雙觸發(fā)裝置 GTF 和 GTR 結構。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，不用再設置環(huán)流電抗器，但是為了保證穩(wěn)定運行時的電流波形的連續(xù)，仍應保留平波電抗器，控制線路采用典型的轉速﹑電流雙閉環(huán)系統(tǒng)， 1ACR 用來調節(jié)正組橋電流，其輸出控制正組觸發(fā)裝置 GTF；2ACR 調節(jié)反組橋電流，其輸出控制反組觸發(fā)裝置 GTR， 1ACR 的給定信號 ?iU 經反號器 AR 作為2ACR 的給定信號 ?iU ,這樣可使電流反饋信號 iU 的極性在正﹑反轉時都不必改變，從而可采用不反映極性的電流檢測器，在邏輯無環(huán)流系統(tǒng)中設置的無環(huán)流邏輯控制器 DLC，這是系統(tǒng)中關鍵部件。它按照系統(tǒng)的工作狀態(tài)，指揮系統(tǒng)進行自動切換，或者允許正組觸發(fā)裝置發(fā)出觸發(fā)脈沖而封鎖反組，或者允許反組觸發(fā)裝置發(fā)出觸發(fā)脈沖而封鎖正組。在任何情況下，決不允許兩組晶閘管同時開放，確保主電路沒有產生環(huán)流的可能。 設 計 用 紙 3 ASR—— 速度調節(jié)器 TA—— 交流互感器 ACR1﹑ ACR2—— 正﹑反組電流調節(jié)器 TG—— 測速 發(fā)電機 GTF、 GTR—— 正反組整流裝置 M—— 工作臺電動機 VF、 VR—— 正反組整流橋 AR—— 反號器 DLC—— 無環(huán)流邏輯控制器 圖 2 邏輯無環(huán)流可逆調速系統(tǒng)原理 框 圖 （二）系統(tǒng)原理圖各部件電路結構及原理 給定 給定的原理圖如圖 1 所示。電壓給定由兩個電位器 RP RP2 及兩個鈕子開關 S S2 組成。S1 為正、負極性切換開關，輸出的正、負電壓的大小分別由 RP RP2 來調節(jié)，其輸出電壓范圍為0～士 l5V， S2 為輸出控制開關，打到 “運行”側，允許電壓輸出，打到“停止”側，則輸出為零。 按以下步驟撥動 S S2，可獲得以下信號： (1)將 S2 打到“運行”側， S1 打到“正給定”側，調節(jié) RP1 使給定輸出一定的正電壓，撥動S2 到