【正文】 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 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 32 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 2U 恰恰由 “1”態(tài)變?yōu)?“0”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 1U 恰恰由 “1”態(tài)變?yōu)?“0” 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 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 33 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)， *nU 為正，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 的輸出 *iU 為負(fù)，轉(zhuǎn)矩極性 鑒別器 DPT 輸出 TU 的狀態(tài)仍為 “0”。在起動(dòng)電流未建立以前，零電流檢測(cè)器 DPZ 輸出的狀態(tài)也不變，仍為 “0”，所以邏輯裝置輸出仍封鎖反向組脈沖，正向組開放。在給定電壓的作用下，正向組觸發(fā)器的脈沖控制角 ? 由 ?90 往前移動(dòng)，正組整流裝置 VF的平均整流電壓逐漸增加，電機(jī)開始正向起動(dòng)，在起動(dòng)過程中由正組電流調(diào)節(jié)器ACR1 的調(diào)節(jié)作用使起動(dòng)電流維持最大允許值，得到恒加速起動(dòng)。在起動(dòng)電流作用下，電動(dòng) 機(jī)一直加速到給定轉(zhuǎn)速，進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)主回路電流建立后，通過電流檢測(cè)裝置送給零電流檢測(cè)器 DPZ 一個(gè)信號(hào) 0iU 為正，這時(shí) DPZ 的輸出 IU 為 “1”，但由于邏輯電路的記憶作用，其輸出狀態(tài)不變，正向組開放，反向組封鎖。電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，轉(zhuǎn)速的高低取決于給定電壓 *nU 的大小，改變 *nU 的大小，可以在一定范圍內(nèi)任意調(diào)速。 正向減速過程 正向減速時(shí)，則 要突減給定電壓 *nU （其極性不變），系統(tǒng)便進(jìn)入降速過程。本系統(tǒng)降速過程可分為以下四個(gè)階段： ① .本橋逆變階段 由于 *nU 極性不變，僅數(shù)值突然減小，而轉(zhuǎn)速來不及改變，所以使得轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR 的輸入偏差為負(fù)，其輸出 *iU 立即變正，但電樞電流不為零，邏輯裝置的輸出不發(fā)生翻轉(zhuǎn)。此時(shí)電流調(diào)節(jié)器為負(fù)的最大值， ??30min? ，使正向整流裝置進(jìn)入逆變狀態(tài)。電樞電流 dI 減小，主回路電感通過處于逆變狀態(tài)的正組整流裝置將能量回送電網(wǎng)。此過程一直進(jìn)行到 dI 衰減到零，本橋逆變結(jié)束。 ② .第一次切換 當(dāng) dI 衰減到零，本橋逆變結(jié)束，零電流檢測(cè)器輸出 IU 從 1 態(tài)變?yōu)?0 態(tài)，經(jīng)封鎖延時(shí) dblt ，邏輯裝置的輸出 1U 從 0 態(tài)變?yōu)?1 態(tài)，封鎖正組整流裝置觸發(fā)脈沖 ，再經(jīng)開放延時(shí) dtt ， 2U 由 1 態(tài)變?yōu)?0 態(tài)，開放反組晶閘管整流裝置脈沖。但是，在 dtt 延時(shí)過程中，邏輯裝置輸出 1U 已經(jīng)變?yōu)?1 態(tài)，而 2U 還沒有變?yōu)?0 態(tài)仍是 1 態(tài)，但由于推 ? 環(huán)節(jié)的 T 型濾波網(wǎng)絡(luò)的慣性，可以將逆變狀態(tài)保持一小段時(shí)間，避免了換向時(shí)電流的沖擊。 ③ .他橋逆變階 段 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 34 經(jīng)過 dtt 延時(shí)后，邏輯裝置的輸出 2U 變?yōu)?0 態(tài)。此階段電流調(diào)節(jié)器輸出退出負(fù)限幅值，向正的 ctfU 變化， ? 前移（向增大方向移），當(dāng)反組的逆變電壓小于電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)后，建立反向組的逆變電流。在反電勢(shì)作用下，這個(gè)逆變電流上升到（ dmI? ）后，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 n 直線下降，反組整 流裝置處于有效逆變狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，通過反組整流裝置逆變將電機(jī)的機(jī)械能回饋到電網(wǎng)，稱此過程為它橋回饋制動(dòng)。 待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降到新的轉(zhuǎn)速給定電壓后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入偏差為正，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出 *iU 退出限幅成為負(fù)值。由于此時(shí)電樞電流不為零，邏輯裝置輸出不翻轉(zhuǎn)。這時(shí)電流調(diào)節(jié)器輸出為負(fù)的限幅值 ctfU ，則 ??30min? ，反組整流裝置輸出逆變電壓又變?yōu)樽畲笾?，使反組逆變電流減小，在主回路電感兩端產(chǎn) 生感應(yīng)電勢(shì)，阻礙逆變電流減小。電感釋放能量，維持反組繼續(xù)逆變工作。此過程仍為它橋逆變，其作用迫使逆變電流衰減到零。 ④ .第二次切換 當(dāng)反組逆變電流衰減到零后，邏輯裝置經(jīng) dblt 延時(shí)， 2U 變?yōu)?1 態(tài)，封鎖反組脈沖，再經(jīng) dtt 延時(shí)， 1U 變?yōu)?0 態(tài)，開放正組脈沖。待電流調(diào)節(jié)器輸出 ctfU 變?yōu)檎挡⑶艺M整流電壓 EUd ?1 后，建立整流電流 1dI ，使正組整流裝置又重新進(jìn)入整流狀態(tài)工作。電樞電流開始上升，待電流上升到負(fù)載電流值并略有超調(diào)后，經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用，使系統(tǒng)重新穩(wěn)定于正向低速度運(yùn)行狀態(tài)。 正轉(zhuǎn)制動(dòng) 當(dāng)給定停車命令后， 0*?nU ，由于機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋仍存在，在它的作用下，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出 *iU 由負(fù)變正。因此 DPT 輸出 TU 由 “0”變 “1”，如圖 51 所示。但是只要電流未衰減到零， DPZ 輸出 IU 仍為 “1”。或非門 HF HF2 狀態(tài)不變，邏輯裝置總輸出狀態(tài)亦不變，仍維持正組整流裝置電流導(dǎo)通，只有當(dāng) DPZ 輸出變?yōu)?“0”即電流過零了，或非門 HF2輸出的狀態(tài)才改變，由 “0”變?yōu)?“1”， HF4輸出的狀態(tài)由 “1”變?yōu)?“0”，致使 HF3 的輸出由 “0”變 “1”。經(jīng)延時(shí)電路延時(shí) 3ms 后輸出由 “0”變 “1”，邏輯裝置輸出至正組觸發(fā)器的脈沖封鎖信號(hào) 1U 由 “0”經(jīng) dblt 延時(shí)后變 “1”，即當(dāng)電流過零后正組整流裝置的脈沖經(jīng) dblt 封鎖延時(shí)后被封鎖。在 HF4 輸出的狀態(tài)由 “1”變 “0”后，經(jīng)延時(shí)電路，延時(shí) 10ms 后輸出由 “1”變 “0”，故它的輸出由 “1”變 “0”時(shí)延時(shí) dtt （ ms7 ）邏輯裝置輸出至反組觸發(fā)器的脈沖封鎖信號(hào) 2U 由 “0”經(jīng) dtt 延 時(shí)后變 “1”，即當(dāng)電流過零后反組整流裝置的脈沖經(jīng) dtt 開放延時(shí)后開放。 從制動(dòng)過程來看大體可以分為兩個(gè)階段。制動(dòng)的第一階段是主回路電流過零 以 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 35 前，這是由于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出 *iU 改變了極性，正組觸發(fā)裝置 GTF 的輸入移相控制信 圖 51 制動(dòng)時(shí)的邏輯電路圖 號(hào) ctfU 變負(fù)，而正組整流裝置仍然是導(dǎo)通的，故處于逆變狀態(tài)。主回路電感很快衰減，釋放能量，通過處于逆變狀態(tài)的正組整流裝置將能量送回電 網(wǎng)，這個(gè)過程稱為 “本橋逆變 ”過程。這個(gè)過程是很短的，因?yàn)榇丝?EUdtdiLdf ??（ E —電機(jī)的反電勢(shì)， dfU —正組整流裝置的逆變電壓），所以電流的衰減是很快的。 制動(dòng)的第二階段，也就是制動(dòng)的主要階段，是在切換到反組整流裝置以后。當(dāng)切換開始，由于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出由負(fù)變正。這個(gè)極性使 1U 為正，對(duì)正組整流裝置是逆變狀態(tài)（ ??90? ）。而使 2U 為負(fù)，對(duì)反組整流裝置則是整流狀態(tài)（ ??90? ）。因此，剛切換過來反組整流裝置開放時(shí)是處在整流狀態(tài)，其整流電壓與電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)同極性相串聯(lián)，形成很大的制動(dòng)電流，這電流通過電流調(diào)節(jié)器的作用才把反組的觸發(fā)脈沖推向 ??90? 的逆變狀態(tài)，而且維持電流為恒值，直到最后電機(jī)轉(zhuǎn)速制動(dòng)到零為止。 同理，可分析反向時(shí)的各種運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)反向起動(dòng)的主令信號(hào)給出后，由于首先要完成邏輯切換，解除反向組觸發(fā)脈沖的封 鎖，因此反向起動(dòng)要滯后一個(gè)延時(shí)時(shí)間。 停車狀態(tài) 停車時(shí)，轉(zhuǎn)速給定信號(hào) 0*?nU ，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 和電流調(diào)節(jié)器 ACR 的輸出 *iU 和ctU 均為零，觸發(fā)器 GT 輸出的觸發(fā)脈沖在 ??90? 位置，變流裝置輸出整流電壓為零，電動(dòng)機(jī)處于 停止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)，零電流檢測(cè)器 DPZ 的輸出 IU 為 0 態(tài)，但轉(zhuǎn)矩極性鑒別器輸出 TU 的狀態(tài)卻有兩種可能：一種是 *iU 由負(fù)變?yōu)榱?，則 TU 為 0 態(tài)；另一種是 *iU由正變?yōu)榱?，則 TU 為 1 態(tài)。所以停車狀態(tài)是正組晶閘管有脈沖，還是反組晶閘管有脈 沖，則視接通電源時(shí)， TU 的狀態(tài)而定，或者是系統(tǒng)已經(jīng)工作了一段時(shí)間之后，則由停車前一時(shí)刻的狀態(tài)而定。為方便以下分析，先假設(shè)停車時(shí)， TU 為 0 態(tài)， IU 為 0 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 36 態(tài)，則 1U 為 0 態(tài)， 2U 為 1 態(tài)，此時(shí)再正向起動(dòng)，其邏輯裝置不必進(jìn)行切換；若是再反向起動(dòng)，邏輯裝置輸出就應(yīng)切換，且有 dtdbl tt ? 的延時(shí)，才能反向起動(dòng)，比正向起動(dòng)拖長(zhǎng)了約 ms10 的時(shí)間。 系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算及測(cè)定 電樞回路電磁時(shí)間常數(shù) ① .主回路總電阻 如圖 52 接線，拉掉電機(jī)磁場(chǎng)，利用單組整流橋試驗(yàn)。先在主回路中串入電阻 1R ，調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置輸入電壓 ctU ，使整流電壓為 115V，整流電流為 93A，然后使 ctU 固定不變，主回路加串一段電阻 2R ，整流電流由 93A 降到 47A，整流電壓由 115V 升到120V。 VVVU 5115120 ???? AAAI 464793 ???? 圖 52 整流電源內(nèi)阻測(cè)試線路 整流電源內(nèi)阻 ?????? n 電動(dòng)機(jī)電樞電阻 21(?SR ～ 21()32 2 ??e eee I PIU ～ 1060305220)32 2 3 ???? ～ ? 取 ?? 平波電抗器的電阻 ???????? 01 %2%2 eeeP IURR 主回路總電阻 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 37 ??????????? )0 1 4 ()( Pns RRRR 式中 ——環(huán)境溫度為 C?75 時(shí)電阻值修正系數(shù) ② .主回路總電感 由第三章計(jì)算知電樞電感 mHLs ? ， 折算到變流變壓器二次側(cè)每相繞組漏電感 mHLB ? ，平波電抗器電感 mHL ? 故主回路總電感 mHLLLL Ba ????? ③ .電樞回路電磁時(shí)間常數(shù) sRLT l 3 ???? ??? 電動(dòng)機(jī)機(jī)電時(shí)間常數(shù) ① .電機(jī)飛輪慣量 2GD 的測(cè)定 把空載的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)到自然特性上，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后迅速拉開電樞電源（但保持激磁電源，并使激磁電流為額定值） 用轉(zhuǎn)速表記下自由停車過程中轉(zhuǎn)速的變化（每隔 1或 2 秒讀一次數(shù)）讀數(shù)力求準(zhǔn)確，重復(fù)做兩三次，畫出 n=f(t)曲線，如圖 53 所示。 圖 53 飛輪慣量 2GD 的測(cè)定曲線 再測(cè)得在不同轉(zhuǎn)速下電動(dòng)機(jī)的空載損耗曲線 )(nfPK? ，由于 nPM KK 975?，故)(nfPK? 曲線可以轉(zhuǎn)化為 )(nfMK ? 曲線，如圖 53 所示。借助于 )(nfMK ? 與)(tfn? 可求出電動(dòng)機(jī)飛輪慣量。在 )(tfn? 上任取一點(diǎn) X，求得斜率 Xtn)(?? ，再?gòu)那€ )(nfMK ? 上憑轉(zhuǎn)速 n 的對(duì)應(yīng)點(diǎn)找到 KXM ，于是： 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 38 XKXtnMGD )(3752??? 本裝置實(shí)測(cè)電動(dòng)機(jī)飛輪慣量 22 8 mkgGD ?? 。 ② .電動(dòng)機(jī)機(jī)電時(shí)間常數(shù) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩系數(shù) m i rVCC em ??? 電動(dòng)機(jī)機(jī)電時(shí)間常數(shù) ssCC RGDT mem 2 ??? ??? ? 觸發(fā)器晶閘管放大倍數(shù)的測(cè)定 圖 54 晶閘管放 大倍數(shù)測(cè)定接線圖 用電動(dòng)機(jī)的激勵(lì)繞組作為負(fù)載，按圖 54 接線，在觸發(fā)器上加一個(gè)可調(diào)的直流電壓，用萬用表測(cè)出觸發(fā)器的輸入電壓 cU 和相應(yīng)的整流器輸出電壓 dU ， 畫出 cU 和 dU 的特性曲線，在工作點(diǎn)附近取一個(gè)增量，則 2121CCddS UU UUK ??? 試驗(yàn)測(cè)得： 30?SK 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 39 系統(tǒng)靜 動(dòng)態(tài)特性的分析調(diào)整 系統(tǒng)的靜特性 56 所示 圖 56 系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 圖中： ?nU ——轉(zhuǎn)速給定裝置的輸出電壓（ V） dI ——負(fù)載電流（ A）