【文章內容簡介】 圖411 速度給定環(huán)節(jié)多圈電位計，能給出連續(xù)可調的正、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)鎖繼電器在正常運行時得電，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)可以正常運行和減速，工作臺停止后要求點車時，JI斷電，常閉觸頭閉合，常開觸頭斷開，即只有點車電位器得電，而工作速度電位器和慢速給定電位器皆失電，可以正、反向點車。減速繼電器J由正反向減速行程開關QJS，HJS和慢速切入環(huán)節(jié)控制，需要慢速時，J吸合，則其在工作速度給定電位器回路內的常閉觸頭斷開，慢速給定電位器回路內的常開觸頭吸合，工作臺就由正常工作速度自動轉入慢速。當J斷電時，就又自動的從慢速轉入正常工作速度。開關MK是裝在切削速度給定電位器上，當切削速度很低時，壓合，斷開，將慢速給定切斷，以防止低速運行的工作臺碰到減速行程開關后而升速。根據給定電壓和相應速度的要求，各電位器實選阻值為：（多圈電位器）　觸發(fā)電路1 系統(tǒng)對觸發(fā)器的要求① 為保證較寬的調速范圍和可逆運行，要求觸發(fā)脈沖能夠在180176。范圍內移向。② 對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通，要求脈沖的電壓和電流必需大于相應可控硅的控制極觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流。對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通時間提高元件承受電流上升率的能力要求脈沖前沿陡，上升時間在10us以內，采用強觸發(fā)。④ 對可逆系統(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 根據對觸發(fā)器的上述要求，選用同步信號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)點是線路簡單，調整容易。理論上移相范圍可達180176。，實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整體則由于相互補償關系，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，由于作同步信號的正弦波電壓隨電源電壓的波動而波動，當不變時，控制角也隨電源電壓的波動圖412 同步信號為正弦波的觸發(fā)電路原理圖而波動，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。但當電源電壓降得太低時，同步電壓和控制電壓可能沒有交點，觸發(fā)器不能產生觸發(fā)脈沖，致使可控硅工作混亂，造成事故，所以這種觸發(fā)器不宜用于電網電壓波動很大的場合，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)器采用內雙窄脈沖（由﹑與門電路實現(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，脈沖帶有強觸發(fā)，強觸發(fā)脈沖的幅值為400～600mA。脈沖波形如圖413所示。觸發(fā)器還設計有和保護，保證系統(tǒng)逆變時可靠工作，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)和強觸發(fā)環(huán)節(jié)。脈沖移相環(huán)節(jié) 當管從導通到截止（即管由截止到導通）的瞬間產生脈沖。把一個直流控制信號電壓和一個交流正弦波同步電壓同時輸入到管的基極點，當時，點電位完全由決定，為負半波時，點電位小于0，導通，為正半波時，點電位大于0，截止。由負變正的瞬間就是輸出脈沖的瞬間。 圖413 脈沖波形圖 一般當然希望在控制電壓時整流電壓輸出為0，對三相整流電路電感性負載或電動機負載電流連續(xù)時，則整流電壓。這就要求時的脈沖相位應對應于主回路的位置，也就要求同步電壓的正弦波由負半波到正半波的過0點在處，如圖414所示，當時，因點電位過0的瞬時是圖414 同步電壓的正弦波形在瞬時值為負值時出現(xiàn)，因此的線圖中反而畫到橫坐標下面了，這時脈沖相位相對于時是前移了，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行移相控制的方法，稱為正弦波移相的“垂直控制”，實質上它就是使，當由正的最大值到負的最大值之間變化時，與得到不同的交點，這個交點的相位理論上說可以有180176。的變化，也就是脈沖信號可以在0～180176。范圍內移相。在實際工作中，當較大時，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，的開關過程不干脆，的導通過程也較慢，為此，由的集電極到的基極接上一個180K電阻形成正反饋，使剛開始導通就加速的截止，也就反過來加速了的導通，這樣輸出脈沖前沿就比較陡。在這里移相信號就是同步電壓，采用同一個正弦波。整流裝置為防止脈沖丟失引起工作不正常，要求有限制。對可逆?zhèn)鲃?，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現(xiàn)的。從同步變壓器的另外兩個繞組上取兩個電壓，其中一個經RCl濾波通過二極管取其負半波作為限制，記作，另一個電壓經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 調節(jié)器 采用由8FC2中增益線性固體組件構成的運算放大器，其特點是正負電壓對稱，為，故最大輸出電壓可達，輸出最大電流可達11～12mA。開環(huán)電壓放大倍數為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電路圖而降低失調電流。、組成第一級差動放大。雙端輸入，雙端輸出。、 為第二級差動放大，單端輸出。、分別構成第一級、第二兩級的恒流源，接成二極管形式，起溫度補償作用，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，經放大后接到第—級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型管構成電壓移動電路，降低靜態(tài)工作電壓，以便與后一級偶合，達到輸入信號為零時輸出信號也為零的要求。的輸出送至輸出級的基極，并且經過接成二極管的、送到的基極，利用這兩個管子的壓降，來保證無信號輸入時，輸出管、中流過一定的靜態(tài)工作電流，避免產生輸出波形的失真，、同時起補償、管發(fā)射結溫度特性的作用，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。8FC2組件共有14個管腿，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之間均可接入補償網絡，以消除電路的寄生振蕩，具體數值大小要根據使用條件加以選擇。5為輸出端，6接電源（），4接負電源（）。13為空端，14為外殼接地 。圖417 8FC2組件管教底視圖8FC2組件的技術指標和性能見表42。由8FC2B2組件構成的轉速和電流調節(jié)器的接線圖如圖418所示。為了使運算放大器工作穩(wěn)定，不開環(huán)使用，接固定反饋電阻。轉速調節(jié)器和電流調節(jié)器皆為PI調節(jié)器。由于8FC2的輸入阻抗，故選擇調節(jié)器的輸入阻抗。圖中、為輸入保護二極管。8FC2組件由于原電路中沒有調零電位器的位置，輸入偏置電流（）又小，改變兩個輸入端電阻的作用也不大，所以要考慮外接調零裝置。例如在圖821中，在反向輸入端通過電位器W由電源引入一個補償電壓，使為零，但這種調零方法用的調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校正網絡，其數值由實際調整時確定。這里采用。由電組、和二極管、組限幅環(huán)節(jié)，調節(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組件的運行可靠性，盡量減小它的輸出功率，由于電流調節(jié)器要帶六個觸發(fā)器，需要較大的功率，因此在電流調節(jié)器輸出端加一個功率放大級。對轉速調節(jié)器和反向器因負載是電流調節(jié)器，需要的功率較小，故輸出端不必接功率放大級。 檢測裝置　測速發(fā)電機系統(tǒng)用轉速負反饋，用永磁式的直流測速發(fā)電機作為轉速檢測元件。型號為ZYS，激磁電壓為，最大工作轉速為，激磁功率為，激磁電流為。測速發(fā)電機和工作臺拖動電動機直接相連，安裝要求對中不偏心，防止振動。圖418 轉速和電流調節(jié)器接線圖　電流檢測裝置系統(tǒng)采用雙閉環(huán)調速系統(tǒng)，電流調節(jié)器需要檢測主回路電流的反饋信號。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。第三，萬一發(fā)生過流時，發(fā)出過流信號達到自動保護的目的?？紤]上述要求，采用交流互感器作為電流檢測裝置。交流互感器構造簡單，制造容易，線性度好，能反映電流波形。交流互感器電流檢測裝置的接線如圖419所示。首先交流進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，然后在的電流加到交流互感器的輸入端后，經二極管～的三相全波整流后變?yōu)橹绷麟妷盒盘枴］敵隽康拇笮】捎呻娢黄髡{整，與電位器并聯(lián)的電阻可防止電流互感器二次側開路造成的電壓擊穿事故。：使用范圍500A/，頻率為50HZ。 過流保護環(huán)節(jié)由于過載、直流側短路、逆變失敗、環(huán)流和交流側短路等原因會引起系統(tǒng)過流而損壞可控硅。系統(tǒng)采用了三種過流保護措施：① 電流調節(jié)器限流，電流整定值為250A，② 過流保護環(huán)節(jié)，整定值為350A，③ 快速熔斷器；對直流回路和每個可控硅元件設快速熔斷作最后一道過流保護。它可以在沖擊電流很大，沖擊時間又很短的情況下保護設備不受損壞，從而使系統(tǒng)運行安全、可靠、操作方便。 圖419 電流檢測裝置過流保護環(huán)節(jié)的電路如圖 420所示。在系統(tǒng)正常工作時，電流檢測裝置輸出電壓小于14V （相當于主回路電流350A），穩(wěn)壓管DW不導通。BG1截止，繼電器釋放，BG2導通，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。當主回路電流超過350A 時，電流檢測裝置輸出大于14V，穩(wěn)壓管DW被雪崩擊穿，BG1導通，BG2截止，BG3導通，發(fā)射極輸出高電位+15V，同時封鎖正反兩組觸發(fā)器的脈沖。當BG1導通時繼電器得電吸合。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 過流保護環(huán)節(jié)　防止傳動機構撞擊的換向轉矩限制環(huán)節(jié)邏輯無環(huán)流可逆調速系統(tǒng)的傳動裝置所要求的換向動作不僅要快，而且應避免傳動機構的撞擊。傳動機構的撞擊是由它各部件之間的間隙產生的，假如拖動電動機的轉矩以高值迅速換成相反方向的話，在傳動機構間隙之間，電動機會因此加速得如此厲害，使傳動機構各部件邊緣互相嚴重碰撞。尤其采用晶閘管裝置供電后，由于電動機起、制動電流上升前沿較陡，因此在換向時傳動機構的撞擊現(xiàn)象更為顯著。要是拖動系統(tǒng)的傳動機構部件之間沒有間隙，是不能經濟的實現(xiàn)的。因此，在轉矩改變方向時，希望新方向轉矩起初得有一段時間保持在小的數值上，直到傳動機構邊緣互相嚙合上為止。然后，才能使傳動機構承受所允許的最大轉矩。這種要求固然增加了換向時間和超程，但為了延長傳動機構的壽命卻是必須要顧及到的。圖421 換向轉矩限制環(huán)節(jié)電動機的起制動電流和轉矩是由電流調節(jié)器的給定電壓也就是轉速調節(jié)器的輸出電壓決定的，限制了它也就限制了電動機的轉矩。基于這種想法，可以設計兩個單穩(wěn)電路，它的輸出分別引到正、反組電流調節(jié)器的一個輸入端上，圖421示出了這一環(huán)節(jié)的結構。正常工作時單穩(wěn)電路輸出為0V，對電流調節(jié)器沒有影響。當換向時，例如從正轉到反轉，正轉制動時反組橋開放，反組電流調節(jié)器ACR2已經由反向器輸入一個10V的電壓，這時使單穩(wěn)電路觸發(fā)翻轉，輸出一個+6V的電壓。這時對電流調節(jié)器相當于一個4V的給定電壓，如果整定電流調節(jié)器給定值為10V時相當于制動電流為250A，現(xiàn)給定為4V，則制動電流在一開始瞬間只能是100A，這樣制動轉矩就受限制。傳動機構中的主動件制動速度減慢，使反向間隙靠近，傳動機構的撞擊減小。等傳動機構反向嚙合后再取消轉矩限制而以最大轉矩制動和反向起動以提高快速性。這受單穩(wěn)電路翻轉時間決定，等單穩(wěn)電路觸發(fā)信號消失后，其輸出又由+6V回到0V時轉矩限制取消，所以整定單穩(wěn)電路的延時時間即可調整轉矩限制時間。 單穩(wěn)電路如圖422所示。根據換向轉矩限制的要求，每次制動瞬間要求單穩(wěn)電圖422 單穩(wěn)電路路觸發(fā)翻轉一次，因此單穩(wěn)電路的觸發(fā)輸入信號可利用無環(huán)流邏輯裝置的輸出信號。當正向制動（即由正組橋切換到反組橋開放）時，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)翻轉一次，輸出一個+6V的脈沖給反組電流調節(jié)器ACR2，達到限制正向制動轉矩的目的。反之，當反向制動（即由反組橋切換到正組橋開放）時，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)翻轉一次，輸出一個+6V的脈沖給正組電流調節(jié)器ACR1，達到限制反向制動轉矩的目的。具有換向轉矩限制環(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)運行狀態(tài)及特性分析　無環(huán)流控制系統(tǒng)各種運行狀態(tài)　正向起動到穩(wěn)定運轉當給出正向起動訊號，為正，轉速調節(jié)器ASR的