【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖411 速度給定環(huán)節(jié)多圈電位計(jì)，能給出連續(xù)可調(diào)的正、反向速度。、和、采用固定電阻分壓，作為正反向慢速給定，由減速繼電器J控制。、和、也采用固定分壓，它用來給定前進(jìn)和后退的速度，由聯(lián)鎖繼電器控制。 聯(lián)鎖繼電器在正常運(yùn)行時(shí)得電，常開觸頭吸合，常閉觸頭斷開，給定電位器、和、失電，而工作速度給定電位器，和慢速給定電位器、和、有電，系統(tǒng)可以正常運(yùn)行和減速，工作臺(tái)停止后要求點(diǎn)車時(shí)，JI斷電，常閉觸頭閉合，常開觸頭斷開，即只有點(diǎn)車電位器得電，而工作速度電位器和慢速給定電位器皆失電，可以正、反向點(diǎn)車。減速繼電器J由正反向減速行程開關(guān)QJS，HJS和慢速切入環(huán)節(jié)控制，需要慢速時(shí)，J吸合，則其在工作速度給定電位器回路內(nèi)的常閉觸頭斷開，慢速給定電位器回路內(nèi)的常開觸頭吸合，工作臺(tái)就由正常工作速度自動(dòng)轉(zhuǎn)入慢速。當(dāng)J斷電時(shí)，就又自動(dòng)的從慢速轉(zhuǎn)入正常工作速度。開關(guān)MK是裝在切削速度給定電位器上，當(dāng)切削速度很低時(shí)，壓合，斷開，將慢速給定切斷，以防止低速運(yùn)行的工作臺(tái)碰到減速行程開關(guān)后而升速。根據(jù)給定電壓和相應(yīng)速度的要求，各電位器實(shí)選阻值為：（多圈電位器）　觸發(fā)電路1 系統(tǒng)對(duì)觸發(fā)器的要求① 為保證較寬的調(diào)速范圍和可逆運(yùn)行，要求觸發(fā)脈沖能夠在180176。范圍內(nèi)移向。② 對(duì)于三相全控橋式整流電路，為了保證可控硅可靠換流，要求觸發(fā)脈沖寬度大于60176。，或者用雙窄脈沖。③ 為了使可控硅可靠導(dǎo)通，要求脈沖的電壓和電流必需大于相應(yīng)可控硅的控制極觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流。對(duì)200A可控硅一般要求觸發(fā)電壓為4V左右，觸發(fā)電流為200mA左右。為減小可控硅元件的導(dǎo)通時(shí)間提高元件承受電流上升率的能力要求脈沖前沿陡，上升時(shí)間在10us以內(nèi)，采用強(qiáng)觸發(fā)。④ 對(duì)可逆系統(tǒng)，為了防止逆變顛覆和提高工作的可靠性，觸發(fā)脈沖需要有和限制。2 觸發(fā)電路及其特點(diǎn) 根據(jù)對(duì)觸發(fā)器的上述要求，選用同步信號(hào)為正弦波的晶體管觸發(fā)電路。原理線路見圖412，這種線路的優(yōu)點(diǎn)是線路簡(jiǎn)單，調(diào)整容易。理論上移相范圍可達(dá)180176。，實(shí)際上由于正弦波頂部平坦移相范圍只能有150176。左右。移相的線性度就觸發(fā)器本身來說較差，如把觸發(fā)器和可控硅看成一個(gè)整體則由于相互補(bǔ)償關(guān)系，它的線性度則較好，即控制電壓與可控硅整流電壓的控制特性是接近線性的，由于作同步信號(hào)的正弦波電壓隨電源電壓的波動(dòng)而波動(dòng)，當(dāng)不變時(shí)，控制角也隨電源電壓的波動(dòng)圖412 同步信號(hào)為正弦波的觸發(fā)電路原理圖而波動(dòng)，而可控硅整流電壓，隨電源電壓增高而增高，而則隨電源電壓的增高而減小，故可維持近于不變。但當(dāng)電源電壓降得太低時(shí)，同步電壓和控制電壓可能沒有交點(diǎn)，觸發(fā)器不能產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，致使可控硅工作混亂，造成事故，所以這種觸發(fā)器不宜用于電網(wǎng)電壓波動(dòng)很大的場(chǎng)合，此外，正弦波觸發(fā)器容易受電源電壓波形畸變的影響，因此同步電壓輸入信號(hào)必須加R—C濾波器，移相角度一般要大于30176。觸發(fā)器采用內(nèi)雙窄脈沖（由﹑與門電路實(shí)現(xiàn)），可以減小脈沖變壓器體積。為保證可控硅可靠的觸發(fā)，脈沖寬度為20176。，脈沖幅值為200mA，為了提高可控硅承受的能力，脈沖帶有強(qiáng)觸發(fā)，強(qiáng)觸發(fā)脈沖的幅值為400～600mA。脈沖波形如圖413所示。觸發(fā)器還設(shè)計(jì)有和保護(hù)，保證系統(tǒng)逆變時(shí)可靠工作，不致逆變顛覆，取，由于采用邏輯無環(huán)流系統(tǒng)，不要求，取。 觸發(fā)器共有五部分組成：脈沖形成和放大環(huán)節(jié)，脈沖移相環(huán)節(jié)，同步環(huán)節(jié)，雙脈沖環(huán)節(jié)和強(qiáng)觸發(fā)環(huán)節(jié)。脈沖移相環(huán)節(jié) 當(dāng)管從導(dǎo)通到截止（即管由截止到導(dǎo)通）的瞬間產(chǎn)生脈沖。把一個(gè)直流控制信號(hào)電壓和一個(gè)交流正弦波同步電壓同時(shí)輸入到管的基極點(diǎn)，當(dāng)時(shí)，點(diǎn)電位完全由決定，為負(fù)半波時(shí)，點(diǎn)電位小于0，導(dǎo)通，為正半波時(shí)，點(diǎn)電位大于0，截止。由負(fù)變正的瞬間就是輸出脈沖的瞬間。 圖413 脈沖波形圖 一般當(dāng)然希望在控制電壓時(shí)整流電壓輸出為0，對(duì)三相整流電路電感性負(fù)載或電動(dòng)機(jī)負(fù)載電流連續(xù)時(shí)，則整流電壓。這就要求時(shí)的脈沖相位應(yīng)對(duì)應(yīng)于主回路的位置，也就要求同步電壓的正弦波由負(fù)半波到正半波的過0點(diǎn)在處，如圖414所示，當(dāng)時(shí)，因點(diǎn)電位過0的瞬時(shí)是圖414 同步電壓的正弦波形在瞬時(shí)值為負(fù)值時(shí)出現(xiàn)，因此的線圖中反而畫到橫坐標(biāo)下面了，這時(shí)脈沖相位相對(duì)于時(shí)是前移了，即，整流電路工作在整流狀態(tài)。反之，脈沖就后移，即，整流電路工作在逆變狀態(tài)。這種把同步電壓相位固定，而利用交直流疊加進(jìn)行移相控制的方法，稱為正弦波移相的“垂直控制”，實(shí)質(zhì)上它就是使，當(dāng)由正的最大值到負(fù)的最大值之間變化時(shí)，與得到不同的交點(diǎn)，這個(gè)交點(diǎn)的相位理論上說可以有180176。的變化，也就是脈沖信號(hào)可以在0～180176。范圍內(nèi)移相。在實(shí)際工作中，當(dāng)較大時(shí)，與正弦同步電壓相交在正弦波的峰值附近，正弦電壓變化較慢，的開關(guān)過程不干脆，的導(dǎo)通過程也較慢，為此，由的集電極到的基極接上一個(gè)180K電阻形成正反饋，使剛開始導(dǎo)通就加速的截止，也就反過來加速了的導(dǎo)通，這樣輸出脈沖前沿就比較陡。在這里移相信號(hào)就是同步電壓，采用同一個(gè)正弦波。整流裝置為防止脈沖丟失引起工作不正常，要求有限制。對(duì)可逆?zhèn)鲃?dòng)，整流裝置需要工作在逆變狀態(tài)，為防止逆變顛覆還要求有限制。本系統(tǒng)采用無環(huán)流控制系統(tǒng)，不要求的配合控制，故取。﹑的限制在圖412所示的觸發(fā)電路中是采用在同步電壓正弦波上疊加安全正弦波的措施實(shí)現(xiàn)的。從同步變壓器的另外兩個(gè)繞組上取兩個(gè)電壓，其中一個(gè)經(jīng)RCl濾波通過二極管取其負(fù)半波作為限制，記作，另一個(gè)電壓經(jīng)RC浸波通過二極管取其正半波作為限制，記作，如圖415所示。圖415 、的波形圖 調(diào)節(jié)器 采用由8FC2中增益線性固體組件構(gòu)成的運(yùn)算放大器，其特點(diǎn)是正負(fù)電壓對(duì)稱，為，故最大輸出電壓可達(dá)，輸出最大電流可達(dá)11～12mA。開環(huán)電壓放大倍數(shù)為50000倍，它的電路如圖416所示。其工作原理如下:、管組成射極跟隨器，它的作用是：提高輸入阻抗，減小輸入偏置電流，從圖416 8FC2電路圖而降低失調(diào)電流。、組成第一級(jí)差動(dòng)放大。雙端輸入，雙端輸出。、 為第二級(jí)差動(dòng)放大，單端輸出。、分別構(gòu)成第一級(jí)、第二兩級(jí)的恒流源，接成二極管形式，起溫度補(bǔ)償作用，以提高、的恒流特性。是共模反饋，從、的發(fā)射極取回共模信號(hào)，經(jīng)放大后接到第—級(jí)的集電極公共電阻的下端，以提高電路的共模抑制比和減小漂移，管是射極跟隨器，它和PNP型管構(gòu)成電壓移動(dòng)電路，降低靜態(tài)工作電壓，以便與后一級(jí)偶合，達(dá)到輸入信號(hào)為零時(shí)輸出信號(hào)也為零的要求。的輸出送至輸出級(jí)的基極，并且經(jīng)過接成二極管的、送到的基極，利用這兩個(gè)管子的壓降，來保證無信號(hào)輸入時(shí)，輸出管、中流過一定的靜態(tài)工作電流，避免產(chǎn)生輸出波形的失真，、同時(shí)起補(bǔ)償、管發(fā)射結(jié)溫度特性的作用，使輸出管的工作電流免受環(huán)境溫度的影響，、串聯(lián)組成輸出級(jí)。8FC2組件共有14個(gè)管腿，其排列如圖417所示。各腳的接法如下：1或12為反向輸入端，2或3是同相輸入端。8和10，9和11，7和5之間均可接入補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，以消除電路的寄生振蕩，具體數(shù)值大小要根據(jù)使用條件加以選擇。5為輸出端，6接電源（），4接負(fù)電源（）。13為空端，14為外殼接地 。圖417 8FC2組件管教底視圖8FC2組件的技術(shù)指標(biāo)和性能見表42。由8FC2B2組件構(gòu)成的轉(zhuǎn)速和電流調(diào)節(jié)器的接線圖如圖418所示。為了使運(yùn)算放大器工作穩(wěn)定，不開環(huán)使用，接固定反饋電阻。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器皆為PI調(diào)節(jié)器。由于8FC2的輸入阻抗，故選擇調(diào)節(jié)器的輸入阻抗。圖中、為輸入保護(hù)二極管。8FC2組件由于原電路中沒有調(diào)零電位器的位置，輸入偏置電流（）又小，改變兩個(gè)輸入端電阻的作用也不大，所以要考慮外接調(diào)零裝置。例如在圖821中，在反向輸入端通過電位器W由電源引入一個(gè)補(bǔ)償電壓，使為零，但這種調(diào)零方法用的調(diào)零電源必須有很高的穩(wěn)定度。組件的8和10，9和11端接消除自激振蕩的RC校正網(wǎng)絡(luò)，其數(shù)值由實(shí)際調(diào)整時(shí)確定。這里采用。由電組、和二極管、組限幅環(huán)節(jié)，調(diào)節(jié)器最大輸出限幅值為 附注：⑴電源電壓為。⑵A類，、類13是輸入端；B類，、類2是輸入端。為提高8FC2組件的運(yùn)行可靠性，盡量減小它的輸出功率，由于電流調(diào)節(jié)器要帶六個(gè)觸發(fā)器，需要較大的功率，因此在電流調(diào)節(jié)器輸出端加一個(gè)功率放大級(jí)。對(duì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和反向器因負(fù)載是電流調(diào)節(jié)器，需要的功率較小，故輸出端不必接功率放大級(jí)。 檢測(cè)裝置　測(cè)速發(fā)電機(jī)系統(tǒng)用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，用永磁式的直流測(cè)速發(fā)電機(jī)作為轉(zhuǎn)速檢測(cè)元件。型號(hào)為ZYS，激磁電壓為，最大工作轉(zhuǎn)速為，激磁功率為，激磁電流為。測(cè)速發(fā)電機(jī)和工作臺(tái)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)直接相連，安裝要求對(duì)中不偏心，防止振動(dòng)。圖418 轉(zhuǎn)速和電流調(diào)節(jié)器接線圖　電流檢測(cè)裝置系統(tǒng)采用雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，電流調(diào)節(jié)器需要檢測(cè)主回路電流的反饋信號(hào)。其次，系統(tǒng)為邏輯無環(huán)流控制系統(tǒng)，邏輯裝置需要零電流信號(hào)。第三，萬一發(fā)生過流時(shí)，發(fā)出過流信號(hào)達(dá)到自動(dòng)保護(hù)的目的。考慮上述要求，采用交流互感器作為電流檢測(cè)裝置。交流互感器構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造容易，線性度好，能反映電流波形。交流互感器電流檢測(cè)裝置的接線如圖419所示。首先交流進(jìn)線電路通過交流電流互感器變成輸出額定電流為的電流信號(hào)，然后在的電流加到交流互感器的輸入端后，經(jīng)二極管～的三相全波整流后變?yōu)橹绷麟妷盒盘?hào)。輸出量的大小可由電位器調(diào)整，與電位器并聯(lián)的電阻可防止電流互感器二次側(cè)開路造成的電壓擊穿事故。：使用范圍500A/，頻率為50HZ。 過流保護(hù)環(huán)節(jié)由于過載、直流側(cè)短路、逆變失敗、環(huán)流和交流側(cè)短路等原因會(huì)引起系統(tǒng)過流而損壞可控硅。系統(tǒng)采用了三種過流保護(hù)措施：① 電流調(diào)節(jié)器限流，電流整定值為250A，② 過流保護(hù)環(huán)節(jié)，整定值為350A，③ 快速熔斷器；對(duì)直流回路和每個(gè)可控硅元件設(shè)快速熔斷作最后一道過流保護(hù)。它可以在沖擊電流很大，沖擊時(shí)間又很短的情況下保護(hù)設(shè)備不受損壞，從而使系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、操作方便。 圖419 電流檢測(cè)裝置過流保護(hù)環(huán)節(jié)的電路如圖 420所示。在系統(tǒng)正常工作時(shí)，電流檢測(cè)裝置輸出電壓小于14V （相當(dāng)于主回路電流350A），穩(wěn)壓管DW不導(dǎo)通。BG1截止，繼電器釋放，BG2導(dǎo)通，BG3截止，發(fā)射極輸出零電位，不影響正反組晶閘管整流裝置的正常工作。當(dāng)主回路電流超過350A 時(shí)，電流檢測(cè)裝置輸出大于14V，穩(wěn)壓管DW被雪崩擊穿，BG1導(dǎo)通，BG2截止，BG3導(dǎo)通，發(fā)射極輸出高電位+15V，同時(shí)封鎖正反兩組觸發(fā)器的脈沖。當(dāng)BG1導(dǎo)通時(shí)繼電器得電吸合。一方面自鎖，另一方面使繼電器得電吸合，在交流側(cè)線路接觸器SB線圈中的常閉觸頭打開，使SB跳閘，切斷主回路交流電源。改變電阻和數(shù)值或選擇不同穩(wěn)壓值的穩(wěn)壓管DW即可整定不同的跳閘電流。圖420 過流保護(hù)環(huán)節(jié)　防止傳動(dòng)機(jī)構(gòu)撞擊的換向轉(zhuǎn)矩限制環(huán)節(jié)邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的傳動(dòng)裝置所要求的換向動(dòng)作不僅要快，而且應(yīng)避免傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的撞擊。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的撞擊是由它各部件之間的間隙產(chǎn)生的，假如拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩以高值迅速換成相反方向的話，在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙之間，電動(dòng)機(jī)會(huì)因此加速得如此厲害，使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)各部件邊緣互相嚴(yán)重碰撞。尤其采用晶閘管裝置供電后，由于電動(dòng)機(jī)起、制動(dòng)電流上升前沿較陡，因此在換向時(shí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的撞擊現(xiàn)象更為顯著。要是拖動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件之間沒有間隙，是不能經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)的。因此，在轉(zhuǎn)矩改變方向時(shí)，希望新方向轉(zhuǎn)矩起初得有一段時(shí)間保持在小的數(shù)值上，直到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)邊緣互相嚙合上為止。然后，才能使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)承受所允許的最大轉(zhuǎn)矩。這種要求固然增加了換向時(shí)間和超程，但為了延長(zhǎng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的壽命卻是必須要顧及到的。圖421 換向轉(zhuǎn)矩限制環(huán)節(jié)電動(dòng)機(jī)的起制動(dòng)電流和轉(zhuǎn)矩是由電流調(diào)節(jié)器的給定電壓也就是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出電壓決定的，限制了它也就限制了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩?；谶@種想法，可以設(shè)計(jì)兩個(gè)單穩(wěn)電路，它的輸出分別引到正、反組電流調(diào)節(jié)器的一個(gè)輸入端上，圖421示出了這一環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)。正常工作時(shí)單穩(wěn)電路輸出為0V，對(duì)電流調(diào)節(jié)器沒有影響。當(dāng)換向時(shí)，例如從正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)制動(dòng)時(shí)反組橋開放，反組電流調(diào)節(jié)器ACR2已經(jīng)由反向器輸入一個(gè)10V的電壓，這時(shí)使單穩(wěn)電路觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，輸出一個(gè)+6V的電壓。這時(shí)對(duì)電流調(diào)節(jié)器相當(dāng)于一個(gè)4V的給定電壓，如果整定電流調(diào)節(jié)器給定值為10V時(shí)相當(dāng)于制動(dòng)電流為250A，現(xiàn)給定為4V，則制動(dòng)電流在一開始瞬間只能是100A，這樣制動(dòng)轉(zhuǎn)矩就受限制。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的主動(dòng)件制動(dòng)速度減慢，使反向間隙靠近，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的撞擊減小。等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)反向嚙合后再取消轉(zhuǎn)矩限制而以最大轉(zhuǎn)矩制動(dòng)和反向起動(dòng)以提高快速性。這受單穩(wěn)電路翻轉(zhuǎn)時(shí)間決定，等單穩(wěn)電路觸發(fā)信號(hào)消失后，其輸出又由+6V回到0V時(shí)轉(zhuǎn)矩限制取消，所以整定單穩(wěn)電路的延時(shí)時(shí)間即可調(diào)整轉(zhuǎn)矩限制時(shí)間。 單穩(wěn)電路如圖422所示。根據(jù)換向轉(zhuǎn)矩限制的要求，每次制動(dòng)瞬間要求單穩(wěn)電圖422 單穩(wěn)電路路觸發(fā)翻轉(zhuǎn)一次，因此單穩(wěn)電路的觸發(fā)輸入信號(hào)可利用無環(huán)流邏輯裝置的輸出信號(hào)。當(dāng)正向制動(dòng)（即由正組橋切換到反組橋開放）時(shí)，無環(huán)流邏輯裝置輸出恰恰由“1”態(tài)變?yōu)椤?”態(tài)，則反組單穩(wěn)電路就觸發(fā)翻轉(zhuǎn)一次，輸出一個(gè)+6V的脈沖給反組電流調(diào)節(jié)器ACR2，達(dá)到限制正向制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的目的。反之，當(dāng)反向制動(dòng)（即由反組橋切換到正組橋開放）時(shí)，無環(huán)流邏輯裝置輸出恰恰由“1”態(tài)變?yōu)椤?” 態(tài)，則正組單穩(wěn)電路就觸發(fā)翻轉(zhuǎn)一次，輸出一個(gè)+6V的脈沖給正組電流調(diào)節(jié)器ACR1，達(dá)到限制反向制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的目的。具有換向轉(zhuǎn)矩限制環(huán)節(jié)后的換向過程的波形圖如圖423所示。 圖423 換向過程波形圖第五章 無環(huán)流控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及特性分析　無環(huán)流控制系統(tǒng)各種運(yùn)行狀態(tài)　正向起動(dòng)到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)給出正向起動(dòng)訊號(hào)，為正，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的