【文章內(nèi)容簡介】 動(dòng)它橋逆變階段，則Ulf為“1”態(tài)，Ulr為“0”態(tài)，正橋被封鎖，反橋觸發(fā)工作。由于“邏輯控制”的作用，在邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)中保證了任何情況下兩整流橋不會(huì)同時(shí)觸發(fā)，一組觸發(fā)工作時(shí)，另一組被封鎖，因此系統(tǒng)工作過程中既無直流環(huán)流也無脈動(dòng)環(huán)流。圖31 邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖三、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號型號備注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個(gè)模塊2DJK02 晶閘管主電路3DJK021 三相晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“觸發(fā)電路”,“正反橋功放” 等幾個(gè)模塊4DJK04 電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn) I該掛件包含“給定”，“電流調(diào)節(jié)器”，“速度變換”，“電流反饋與過流保護(hù)”等幾個(gè)模塊5DJK08 可調(diào)電阻、電容箱6DD032 電機(jī)導(dǎo)軌﹑測速發(fā)電機(jī)及轉(zhuǎn)速表或者“DD033 電機(jī)導(dǎo)軌﹑光碼盤測速系統(tǒng)及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表”7DJ131 直流發(fā)電機(jī)8DJ15 直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)9D42 三相可調(diào)電阻10示波器TDS21011萬用表MF47四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟(1)DJK02和DJK021上的“觸發(fā)電路”調(diào)試 ①打開DJK01總電源開關(guān)，操作“電源控制屏”上的“三相電網(wǎng)電壓指示”開關(guān)，觀察輸入的三相電網(wǎng)電壓是否平衡。 ②將DJK01“電源控制屏”上“調(diào)速電源選擇開關(guān)”撥至“直流調(diào)速”側(cè)。 ③用10芯的扁平電纜，將DJK02的“三相同步信號輸出”端和DJK021“三相同步信號輸入”端相連,打開DJK021電源開關(guān)，撥動(dòng) “觸發(fā)脈沖指示”鈕子開關(guān)，使“窄”的發(fā)光管亮。 ④觀察A、B、C三相的鋸齒波，并調(diào)節(jié)A、B、C三相鋸齒波斜率調(diào)節(jié)電位器（在各觀測孔左側(cè)），使三相鋸齒波斜率盡可能一致。 ⑤將DJK04上的“給定”輸出Ug直接與DJK021上的移相控制電壓Uct相接，將給定開關(guān)S2撥到接地位置（即Uct=0），調(diào)節(jié)DJK021上的偏移電壓電位器，用雙蹤示波器觀察A相同步電壓信號和“雙脈沖觀察孔” VT1的輸出波形，使α=170176。 ⑥適當(dāng)增加給定Ug的正電壓輸出，觀測DJK021上“脈沖觀察孔”的波形，此時(shí)應(yīng)觀測到單窄脈沖和雙窄脈沖。 ⑦將DJK021面板上的Ulf端接地，用20芯的扁平電纜，將DJK021的“正、反橋觸發(fā)脈沖輸出”端和DJK02“正、反橋觸發(fā)脈沖輸入”端相連，分別將DJK02正橋和反橋觸發(fā)脈沖的六個(gè)開關(guān)撥至“通”，觀察正橋VT1～VT6和反橋VT139?！玍T639。的晶閘管的門極和陰極之間的觸發(fā)脈沖是否正常。 (2)邏輯無環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試原則 ①先單元、后系統(tǒng)，即先將單元的參數(shù)調(diào)好，然后才能組成系統(tǒng)。 ②先開環(huán)、后閉環(huán)，即先使系統(tǒng)運(yùn)行在開環(huán)狀態(tài)，然后在確定電流和轉(zhuǎn)速均為負(fù)反饋后才可組成閉環(huán)系統(tǒng)。 ③先雙閉環(huán)、后邏輯無環(huán)流，即先使正反橋的雙閉環(huán)正常工作，然后再組成邏輯無環(huán)流。 ④先調(diào)整穩(wěn)態(tài)精度，后調(diào)動(dòng)態(tài)指標(biāo)。 (3)控制單元調(diào)試 ①移相控制電壓Uct調(diào)節(jié)范圍的確定 直接將DJK04給定電壓Ug接入DJK021移相控制電壓Uct的輸入端，“正橋三相全控整流”輸出接電阻負(fù)載R，負(fù)載電阻放在最大值，輸出給定調(diào)到零。按下啟動(dòng)按鈕，給定電壓Ug由零調(diào)大，Ud將隨給定電壓的增大而增大，當(dāng)Ug超過某一數(shù)值Ug＇時(shí)，Ud的波形會(huì)出現(xiàn)缺相的現(xiàn)象，這時(shí)Ud反而隨Ug的增大而減少。一般可確定移相控制電壓的最大允許值Uctmax=＇，即Ug的允許調(diào)節(jié)范圍為0～Uctmax。如果我們把輸出限幅定為Uctmax的話，則“三相全控整流”輸出范圍就被限定，不會(huì)工作到極限值狀態(tài)，保證六個(gè)晶閘管可靠工作。記錄Ug＇于下表中：Ug＇Uctmax=＇給定退到零，再按“停止”按鈕，結(jié)束步驟。②調(diào)節(jié)器的調(diào)零將DJK04中“速度調(diào)節(jié)器”所有輸入端接地，再將DJK08中的可調(diào)電阻120K接到“速度調(diào)節(jié)器”的“4”、“5”兩端，用導(dǎo)線將“5”、“6”短接，使“電流調(diào)節(jié)器”成為P(比例)調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)面板上的調(diào)零電位器RP3，用萬用表的毫伏檔測量電流調(diào)節(jié)器“7”端的輸出，使調(diào)節(jié)器的輸出電壓盡可能接近于零。 將DJK04中“電流調(diào)節(jié)器”所有輸入端接地，再將DJK08中的可調(diào)電阻13K接到“速度調(diào)節(jié)器”的“8”、“9”兩端，用導(dǎo)線將“9”、“10”短接，使“電流調(diào)節(jié)器”成為P（比例）調(diào)節(jié)器。 調(diào)節(jié)面板上的調(diào)零電位器RP3，用萬用表的毫伏檔測量電流調(diào)節(jié)器的“11”端，使調(diào)節(jié)器的輸出電壓盡可能接近于零。 ③調(diào)節(jié)器正、負(fù)限幅值的調(diào)整 把“速度調(diào)節(jié)器”的“5”、“6”短接線去掉，“5”、“6”兩端，使調(diào)節(jié)器成為PI (比例積分)調(diào)節(jié)器，然后將DJK04的給定輸出端接到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的“3”端，當(dāng)加一定的正給定時(shí)，調(diào)整負(fù)限幅電位器RP2，使之輸出電壓為6V，當(dāng)調(diào)節(jié)器輸入端加負(fù)給定時(shí)，調(diào)整正限幅電位器RP1，使之輸出電壓為+6V。 把“電流調(diào)節(jié)器”的“8”、“9”短接線去掉，“8”、“9”兩端，使調(diào)節(jié)器成為PI（比例積分）調(diào)節(jié)器，然后將DJK04的給定輸出端接到電流調(diào)節(jié)器的“4”端，當(dāng)加正給定時(shí)，調(diào)整負(fù)限幅電位器RP2，使之輸出電壓為最小值即可，當(dāng)調(diào)節(jié)器輸入端加負(fù)給定時(shí)，調(diào)整正限幅電位器RP1，使電流調(diào)節(jié)器的輸出正限幅為Uctmax。 ④“轉(zhuǎn)矩極性鑒別”的調(diào)試 “轉(zhuǎn)矩極性鑒別”的輸出有下列要求: 電機(jī)正轉(zhuǎn)，輸出UM為“1”態(tài)。 電機(jī)反轉(zhuǎn)，輸出UM為“0”態(tài)。 將給定輸出端接至“轉(zhuǎn)矩極性鑒別”的輸入端，同時(shí)在輸入端接上萬用表以監(jiān)視輸入電壓的大小，示波器探頭接至“轉(zhuǎn)矩極性鑒別”的輸出端，觀察其輸出高、低電平的變化?！稗D(zhuǎn)矩極性鑒別”的輸入輸出特性應(yīng)滿足圖32a所示要求，其中Usr1=，Usr2=+(a)轉(zhuǎn)矩極性檢測 (b)零電平檢測 圖32 轉(zhuǎn)矩極性鑒別及零電平檢測輸入輸出特性⑤“零電平檢測”的調(diào)試其輸出應(yīng)有下列要求:主回路電流接近零，輸出UI為“1”態(tài)。主回路有電流，輸出UI為“0”態(tài)。其調(diào)整方法與“轉(zhuǎn)矩極性鑒別”的調(diào)整方法相同，輸入輸出特性應(yīng)滿足圖311b所示要求，其中Usr1=，Usr2=。⑥“反號器”的調(diào)試 A、調(diào)零（在出廠前反號器已調(diào)零，如果零漂比較大的話，用戶可自行將掛件打開調(diào)零），將反號器輸入端“1”接地，用萬用表的毫伏檔測量“2”端，觀察輸出是否為零，如果不為零，則調(diào)節(jié)線路板上的電位器使之為最小值。 B、測定輸入輸出的比例，將反號器輸入端“1”接“給定”，調(diào)節(jié)“給定”輸出為5V電壓，用萬用表測量“2”端，輸出是否等于5V電壓，如果兩者不等，則通過調(diào)節(jié)RP1使輸出等于負(fù)的輸入。再調(diào)節(jié)“給定”電壓使輸出為5V電壓，觀測反號器輸出是否為5V。 ⑦“邏輯控制”的調(diào)試 測試邏輯功能，列出真值表，真值表應(yīng)符合下表：輸入U(xiǎn)M110001UI100100輸出UZ（Uｌｆ）000111UF（Uｌｒ）111000調(diào)試方法：A、首先將“零電平檢測”、“轉(zhuǎn)矩極性鑒別”調(diào)節(jié)到位，符合其特性曲線。給定接“轉(zhuǎn)矩極性鑒別”的輸入端，輸出端接“邏輯控制”的Um?！傲汶娖綑z測”的輸出端接“邏輯控制”的UI,輸入端接地。 B、將給定的RPRP2 電位器順時(shí)針轉(zhuǎn)到底，將S2 打到運(yùn)行側(cè)。 C、將S1 打到正給定側(cè)，用萬用表測量“邏輯控制”的“3”、“6”和“4”、“7”端，“3”、“6”端輸出應(yīng)為高電平，“4”、“7”端輸出應(yīng)為低電平，此時(shí)將DJK04中給定部分S1 開關(guān)從正給定打到負(fù)給定側(cè)，則“3”、“6”端輸出從高電平跳變?yōu)榈碗娖剑?”、“7”端輸出也從低電平跳變?yōu)楦唠娖健Ｔ谔兊倪^程中的“5”，此時(shí)用示波器觀測應(yīng)出現(xiàn)脈沖信號。 D、將“零電平檢測”的輸入端接高電平，此時(shí)將DJK04 中給定部分S1 開關(guān)來回扳動(dòng)，“邏輯控制”的輸出應(yīng)無變化。 ⑧轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α和電流反饋系數(shù)β的整定 直接將給定電壓Ug接入DJK021上的移相控制電壓Uct的輸入端，整流橋接電阻負(fù)載，測量負(fù)載電流和電流反饋電壓，調(diào)節(jié)“電流反饋與過流保護(hù)”上的電流反饋電位器RP1，使得負(fù)載電流Id=，“電流反饋與過流保護(hù)”的“2”端電流反饋電壓Ufi=6V，這時(shí)的電流反饋系數(shù)β=Ufi/Id=。直接將“給定”電壓Ug接入DJK021移相控制電壓Uct的輸入端，“三相全控整流”電路接直流電動(dòng)機(jī)作負(fù)載，測量直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速反饋電壓值，調(diào)節(jié)“速度變換”上的轉(zhuǎn)速反饋電位器RP1，使得n=150Orpm時(shí)，轉(zhuǎn)速反饋電壓Ufn=6V，這時(shí)的轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α=Ufn/n=(rpm)。 (3)系統(tǒng)調(diào)試 根據(jù)圖31接線，組成邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，首先將控制電路接成開環(huán)（即DJK021的移相控制電壓Uct由DJK04的“給定”直接提供），要注意的是Ulf,Ulr不可同時(shí)接地，由于正橋和反橋是首尾相連，當(dāng)加上給定電壓時(shí)會(huì)使正橋和反橋的整流電路同時(shí)開始工作，后果是兩個(gè)整流電路直接發(fā)生短路，電流迅速增大，要么DJK04上的過流保護(hù)報(bào)警跳閘，要么燒毀保護(hù)晶閘管的保險(xiǎn)絲，甚至還有可能會(huì)燒壞晶閘管。所以較好的方法是正橋和反橋分別進(jìn)行測試。先將DJK021的Ulf接地，Ulr懸空，慢慢增加DJK04的“給定”值，使電機(jī)開始提速，觀測“三相全控整流”的輸出電壓是否能達(dá)到250V左右（這段時(shí)間一定要短，以防止電機(jī)轉(zhuǎn)速過高）。然后DJK021的Ulr接地，Ulf懸空，同樣慢慢增加DJK04的給定電壓值，使電機(jī)開始提速，觀測整流橋的輸出電壓是否能達(dá)到250V左右。 開環(huán)測試好后，開始測試雙閉環(huán)（與前面的原因一樣，Ulf,Ulr不可同時(shí)接地）。DJK021的移相控制電壓Uct由DJK04“電流調(diào)節(jié)器”的“10”端提供，先將DJK021的Ulf接地，Ulr懸空，慢慢增加DJK04的給定電壓值，觀測電機(jī)是否受控制（速度隨給定的電壓變化而變化）。正橋測試好，再測試反橋，DJK021的Ulr接地，Ulf懸空，同樣觀測電機(jī)是否受控制（要注意的是轉(zhuǎn)速反饋的極性必須反一下，否則電機(jī)會(huì)失控）。如果開環(huán)和閉環(huán)中正反兩橋都沒有問題的話，那就可以開始邏輯無環(huán)流的實(shí)驗(yàn)。 (4)機(jī)械特性n=f(Id)的測定 當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行后，改變給定電壓，測出并記錄當(dāng)n分別為1200rpm、800rpm時(shí)的正、反轉(zhuǎn)機(jī)械特性n=f(Id)，方法與雙閉環(huán)實(shí)驗(yàn)相同。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將發(fā)電機(jī)的負(fù)載R逐漸增加（減小電阻R的阻值），使電動(dòng)機(jī)負(fù)載從輕載增加到直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的額定負(fù)載Id=。記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：正轉(zhuǎn)：n（rpm）1200Id（A）n（rpm）800Id（A）反轉(zhuǎn)：n（rpm）1200Id（A）n（rpm）800Id（A）(5)閉環(huán)控制特性n=f(Ug)的測定從正轉(zhuǎn)開始逐步增加正給定電壓，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)n（rpm）Ug（V）從反轉(zhuǎn)開始逐步增加負(fù)給定電壓，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)n（rpm）Ug（V）(6)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)波形的觀察用雙蹤慢掃描示波器觀察電動(dòng)機(jī)電樞電流Id和轉(zhuǎn)速n的動(dòng)態(tài)波形，兩個(gè)探頭分別接至“電流反饋與過流保護(hù)”的“2”端和“速度變換”的“3”端。①給定值階躍變化(正向啟動(dòng)→正向停車→反向啟動(dòng)→反向切換到正向→正向切換到反向→反向停車)時(shí)的Id、n的動(dòng)態(tài)波形。②改變電流調(diào)節(jié)器和速度調(diào)節(jié)器的參數(shù)，觀察動(dòng)態(tài)波形的變化。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，畫出正、反轉(zhuǎn)閉環(huán)控制特性曲線n=f(Ug)。 (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，畫出兩種轉(zhuǎn)速時(shí)的正、反轉(zhuǎn)閉環(huán)機(jī)械特性n =f(Id)，并計(jì)算靜差率。 (3)分析速度調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器參數(shù)變化對系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程的影響。 (4)分析電機(jī)從正轉(zhuǎn)切換到反轉(zhuǎn)過程中，電機(jī)經(jīng)歷的工作狀態(tài)，系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換情況。六、注意事項(xiàng)(1)參見本教材實(shí)驗(yàn)二～五的注意事項(xiàng)。(2)在記錄動(dòng)態(tài)波形時(shí)，可先用雙蹤慢掃描示波器觀察波形，以便找出系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性較為理想的調(diào)節(jié)器參數(shù)，再用數(shù)字儲(chǔ)存式示波器記錄動(dòng)態(tài)波形。(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)保證“邏輯控制”工作邏輯正確后才能使系統(tǒng)正反向切換運(yùn)行。七、思考題(1)邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)對邏輯控制有何要求?(2)思考邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)中“推β”環(huán)節(jié)的組成原理和作用如何?實(shí)驗(yàn)四 雙閉環(huán)控制可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)（H 橋）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)了解轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的組成、工作原理及各單元的工作原理。(2)掌握雙閉環(huán)可逆直流PWM 調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟、方法及參數(shù)的整定。(3)測定雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。 二、實(shí)驗(yàn)原理 圖41 雙閉環(huán)H 橋DC/DC 變換直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖速度給定信號G，速度調(diào)節(jié)器ASR，電流調(diào)節(jié)器ACR，控制PWM信號產(chǎn)生裝置UPM，DLD單元把一組PWM波形分成兩組相差180176。的PWM 波，并產(chǎn)生一定的死區(qū)，用于控制兩組臂；GD的作用是形成四組隔離的PWM驅(qū)動(dòng)脈沖；PWM為功率放大電路，直接給電動(dòng)機(jī)M供電；DZS是零速封鎖單元；FA限制主電路瞬時(shí)電流，過流時(shí)封鎖DLD單元輸出；電流反饋調(diào)節(jié)單元CFR；速度反饋調(diào)節(jié)SFR。三、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號型