雙閉環(huán)直流可逆調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-31 21:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 LC發(fā)出命令。所以，在改變極性后，還有等待“零電流檢測(cè)”信號(hào)，才能發(fā)出正反組切換。邏輯切換指令發(fā)出后還不能馬上執(zhí)行，還要經(jīng)過關(guān)斷等待延時(shí)和觸發(fā)等待延時(shí)，確?？煽抗ぷ鳌Ａ硗?，邏輯控制器應(yīng)具有邏輯連鎖保護(hù)功能，以保證在任何情況下，兩個(gè)信號(hào)必須是相反的，決不容許兩組晶閘管同時(shí)開放脈沖，確保主電路沒有出現(xiàn)環(huán)流的可能。那么，根據(jù)以上分析邏輯控制器應(yīng)具有以下結(jié)構(gòu)，如圖23所示。圖23 邏輯控制器結(jié)構(gòu)圖3邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)課題給出的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：直流電動(dòng)機(jī)：PN=55KW , UN=220V , IN=287A , nN=1500r/min , Ra=；最大允許電流 Idbl= , (GD2=)；三相全控整流裝置：Ks=40 ；電樞回路總電阻 R= ；系統(tǒng)主電路：Tm=；濾波時(shí)間常數(shù)：Toi= , Ton=；其他參數(shù)：Unm*=8V , Uim*=8V , Ucm=8V。要求的技術(shù)指標(biāo)為：穩(wěn)態(tài)指標(biāo)：無靜差（靜差率s≤2, 調(diào)速范圍 D≥10 ）；動(dòng)態(tài)指標(biāo)：電流超調(diào)量：≤5%，起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的超調(diào)量：≤8%，（按退飽和方式計(jì)算）。 主要參數(shù)計(jì)算由電力電子技術(shù)知識(shí)可知，三相橋式整流電路帶阻感負(fù)載時(shí)輸出電壓平均值為可知此設(shè)計(jì)的負(fù)載為電機(jī)負(fù)載，則在額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，取則有整流變壓器二次側(cè)相電壓系統(tǒng)要求在5%負(fù)載以上變化的運(yùn)行范圍內(nèi)電流連續(xù)，則平波電抗器，；電樞回路電磁時(shí)間常數(shù)電動(dòng)勢(shì)系數(shù)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)電流反饋系數(shù)還有，系統(tǒng)要求調(diào)速范圍，靜差率則閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降系統(tǒng)的開環(huán)額定速降閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)應(yīng)滿足 主電路設(shè)計(jì)晶閘管電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（VM系統(tǒng)）主電路原理圖如圖31所示。圖中由晶閘管組成三相全控橋式整流電路，同時(shí)設(shè)有過電壓和過電流保護(hù)電路。通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置的控制電壓來移動(dòng)脈沖的相位，即可改變平均整流電壓，從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。圖31 VM雙閉環(huán)直流可逆調(diào)速系統(tǒng)主電路原理圖 DLC（邏輯控制器）設(shè)計(jì)邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)通常采用典型的轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵是設(shè)置了一套無環(huán)流邏輯切換裝置（DLC）。DLC裝置的任務(wù)：在正組晶閘管整流橋工作時(shí)開放正組脈沖，封鎖反組脈沖；在反組晶閘管整流橋工作時(shí)開放反組脈沖，封鎖正組脈沖。DLC的工作要求包括：(1)DLC根據(jù)轉(zhuǎn)矩極性信號(hào)和零電流檢測(cè)信號(hào)，經(jīng)邏輯運(yùn)算后發(fā)出邏輯切換指令。當(dāng)改變極性，且零電流檢測(cè)器發(fā)出零電流信號(hào)時(shí)，允許封鎖原工作組，開放另一組。(2)DLC發(fā)出切換指令后需經(jīng)過封鎖延時(shí)時(shí)間后才能封鎖原導(dǎo)通組脈沖，再經(jīng)開放延時(shí)時(shí)間后才能開放另一組脈沖。通常。(3)在任何情況下，兩組晶閘管不允許同時(shí)加觸發(fā)脈沖。根據(jù)分析，可逆調(diào)速系統(tǒng)各種運(yùn)行狀態(tài)時(shí)邏輯控制器輸入與輸出各量之間的關(guān)系見表31。在表31中歸納合并重復(fù)項(xiàng)后，可以得到邏輯判斷的真值表，見表32。表31 邏輯控制器輸入與輸出各量之間的關(guān)系邏輯控制器輸入邏輯控制器輸出說明電機(jī)轉(zhuǎn)矩電樞電流正組整流器VF Ublf反組整流器VR Ublr正向轉(zhuǎn)矩反向轉(zhuǎn)矩正向電流反向電流Ublf=0 正組整流器工作Ublf=1 正組整流器封鎖Ublr=0 反組整流器工作Ublr=1 反組整流器工封鎖正向啟動(dòng)零電流0=001正向啟動(dòng)有電流正向運(yùn)行有電流0001本橋逆變有電流0000本橋逆變零電流0=010它橋逆變有電流0010反向啟動(dòng)零電流0=010反向啟動(dòng)有電流反向運(yùn)行有電流0010正向制動(dòng)本橋逆變有電流0010本橋逆變零電流0=001它橋逆變有電流0001表32 邏輯控制真值表111010100010010100011001根據(jù)表32可以得到邏輯控制器輸入和輸出的邏輯關(guān)系表達(dá)式為（用與非門實(shí)現(xiàn)）邏輯判斷由與非門組成，其輸入為轉(zhuǎn)矩極性和零電流信號(hào)；輸出為邏輯切換信號(hào)、。延時(shí)電路的設(shè)計(jì)： 前面的邏輯運(yùn)算電路保證零電流切換，但僅僅采用零電流切換是不夠的。因?yàn)榱汶娏鳈z測(cè)裝置的靈敏度總是有限的，零電流檢測(cè)裝置變成“0”態(tài)的瞬間，不一定原來開放組的晶閘管已經(jīng)斷流。因此必須在切換過程中設(shè)置兩段延時(shí)即封鎖延時(shí)和開放延時(shí)，避免由于正反組整流裝置同時(shí)導(dǎo)通而造成短路。根據(jù)這個(gè)要求，邏輯裝置在邏輯電路后面接有延時(shí)電路。邏輯保護(hù)電路的設(shè)計(jì)： 邏輯電路正常工作時(shí)，兩個(gè)輸出端總是一個(gè)高電位，一個(gè)低電位，確保任何時(shí)候兩組整流一組導(dǎo)通，另一組則封鎖。但是當(dāng)邏輯電路本身發(fā)生故障，一旦兩個(gè)輸出端均出現(xiàn)低電位時(shí)，兩組整流裝置就會(huì)同時(shí)導(dǎo)通而造成短路事故。為了避免這種事故，設(shè)計(jì)有邏輯保護(hù)環(huán)節(jié)。邏輯保護(hù)環(huán)節(jié)截取了邏輯運(yùn)算電路經(jīng)延時(shí)電路后的兩個(gè)輸入信號(hào)作為一個(gè)或非門的輸入信號(hào)。當(dāng)正常工作時(shí)，兩個(gè)輸入信號(hào)總是一個(gè)是高電位，另一個(gè)是低電位?；蚍情T輸出總是低電位，它不影響脈沖封鎖信號(hào)的正常輸出，但一旦兩個(gè)輸入信號(hào)均為低電位時(shí)，它輸出一個(gè)高電位，同時(shí)加到兩個(gè)觸發(fā)器上，將正反兩組整流裝置的觸發(fā)脈沖全部封鎖了，使系統(tǒng)停止工作，起到可靠的保護(hù)作用。設(shè)計(jì)中采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)邏輯控制器的功能，設(shè)計(jì)的邏輯控制器如圖32所示。圖32 邏輯控制器電氣原理圖 電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)含給定濾波與反饋濾波的PI型電流調(diào)節(jié)器如圖33所示：圖33 含給定濾波與反饋濾波的PI型電流調(diào)節(jié)器其中為電流給定電壓，為電流負(fù)反饋電壓，為電力電子變換器的控制電壓。在按動(dòng)態(tài)性能設(shè)計(jì)電流環(huán)時(shí)，可以暫不考慮反電
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