【導(dǎo)讀】本文所討論的是雙閉環(huán)三相異步電動(dòng)機(jī)的串級(jí)調(diào)速的基本原理與實(shí)現(xiàn)方法。但是，對(duì)于繞線式異步電動(dòng)機(jī)來說，由于改變其轉(zhuǎn)子繞組控制變量以實(shí)現(xiàn)調(diào)速，轉(zhuǎn)子側(cè)的控制變量有電流、電動(dòng)勢(shì)、電阻等。通常轉(zhuǎn)子電流隨負(fù)載的大小決定，不能。量只能是電動(dòng)勢(shì)，這也是本文所要討論的重點(diǎn)之一。能量或反饋到電網(wǎng)，以提高傳動(dòng)系統(tǒng)的效率。速精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)等指標(biāo)的要求。用轉(zhuǎn)子串反電動(dòng)勢(shì)來代替電阻，吸收轉(zhuǎn)差功率；用雙閉環(huán)控制提高系統(tǒng)的靜、把這種用附加電動(dòng)勢(shì)的方法將轉(zhuǎn)差功率回收利用的調(diào)速稱為雙閉環(huán)串級(jí)調(diào)

　　

【正文】 過流信號(hào)，三是發(fā)出過壓信號(hào)。電路圖為 12。 （ 1）電流變送器 電流變送器適用于可控硅直流調(diào)速裝置中，與電流互感器配合，檢測(cè)可控硅變流器交流進(jìn)線電流，以獲得與變流器電流成正比的直流電壓信號(hào)，零電流信號(hào)和過電流邏輯信號(hào)等。 電流互感器的輸出接至輸入 TA1， TA2， TA3，反映電流大小的 信號(hào)經(jīng)三相橋式整流電路整流后加至 9R 9R VD7 及 RP 9R 9R20 組成的各支路上，其中： a． 9R2 與 VD7 并聯(lián)后再與 9R1 串聯(lián)，在其中點(diǎn)取零電流檢測(cè)信號(hào)。 b．將 RP1 的可動(dòng)觸點(diǎn)輸出作為電流反饋信號(hào)，反饋強(qiáng)度由 RP1 進(jìn)行調(diào)節(jié)。 c．將可動(dòng)觸點(diǎn) RP2 與過流保護(hù)電路相聯(lián)，輸出過流信號(hào)，可調(diào)節(jié)過流動(dòng)作電流的大小。 （ 2）過流保護(hù)（ FA） 當(dāng)主電路電流超過某一數(shù)值后 (2A 左右 )，由 9R3， 9R20 上取得的過流信號(hào)電壓超過運(yùn)算放大器的反向輸入端，使 D 觸發(fā)器的輸出為高電平，使晶體三極管 V 由截止變?yōu)閷?dǎo)通， 結(jié)果使繼電器 K 的線圈得電，繼電器 K 由釋放變?yōu)槲?，它的常閉觸點(diǎn)接在主回路接觸器的線圈回路中，使接觸器釋放，斷開主電路。并使發(fā)光二極管亮，作為過流信號(hào)指示，告訴操作者已經(jīng)過流跳閘。 SA 為解除記憶的復(fù)位按鈕，當(dāng)過流動(dòng)作后，如過流故障已經(jīng)排除，則須按下以解除記憶，恢復(fù)正常工作。 沈陽航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 1 2 3 4ABCD4321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eA4D a t e : 6 O c t 20 02 S he e t o f F i l e : D : \ U S E R \ M C L \ m c l 01 \ m c l 01 .D db D r a w n B y :+ 15+ 15 15R 2 9R 2 8R 2 7V T 13 D G 1 3 0 BV S TV D 1 2V D 1 1 123DA40118910DC4011121311DD4011VD9R 2 5R 2 3R 2 0R 1 9VD2VD1R 1 6R8R 1 2R4R3R 1 1R 1 5R732184 A 1 AL F 3 5 312 電流變送器與過流保護(hù)原理圖 3．零速封鎖器（ DZS） 零速封鎖器的作用是當(dāng)調(diào)速系統(tǒng)處于靜車狀態(tài)，即速度給定電壓為零，同時(shí)轉(zhuǎn)速也確為零時(shí)，封鎖調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的所有調(diào)節(jié)器，以避免靜車時(shí)各放大器零漂引起可控硅整流電路有輸出使電機(jī)爬行 的不正常現(xiàn)象。原理電路如圖 1—3 所示。 圖 1—3 零速封鎖器 1 2 3 4ABCD4321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eA4D a t e : 12 J un 20 02 S he e t o f F i l e : D : \ U S E R \ M C L \ m c l 01 \ F bc .D D B D r a w n B y :K19 R 1 7+ 15RP1SAL19 V 1 4D5Q1C L K3Q2R4S6DAV D 89 R 69 R 5RP29 R 4567A 1 BV D 79 R 29 R 1 9 R 39 R 2 09 R 89 R 1 39 R 1 59 R 1 6 9 R 1 49 R 99 R 2 19 R 1 032184A 1 A9 R 1 1RP39 R 1 29 R 79 V 1 3D9Q13C L K11Q12R10S8DB9 V 1 5L2S2+ 159 R 1 8K29 C 19 C 2IfIoTA3TA2TA1TV1TV2沈陽航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 它的總輸入輸出關(guān)系是： （ 1）當(dāng) 1 端和 2 端的輸入電壓的絕對(duì)值都小于 V 左右時(shí)，則 3 端的輸出電壓應(yīng)為 0V； （ 2）當(dāng) 1 端和 2 端的輸入電壓絕對(duì)值或者其中之一或者二者都大于 時(shí)，其3 端的輸出電壓應(yīng)為 ―15V ； （ 3）當(dāng) 3 端的輸出電壓已為 ―15V ，后因 1 端和 2 端的電壓絕對(duì)值都小于 ，使 3 端電壓由 ―15V 變?yōu)?0V時(shí)，需要有 100 毫秒的延時(shí)。 3 端為 OV 時(shí)輸入到各調(diào)節(jié)器反饋網(wǎng)絡(luò)中的場(chǎng)效應(yīng)管，使其導(dǎo)通，調(diào)節(jié)器反饋網(wǎng)絡(luò)短路而被封鎖， 3 端為 ―15V 時(shí)輸入到上述場(chǎng)效應(yīng)管使其夾斷，而解除封鎖。具體原理如下： 它是由兩個(gè)山形電平檢測(cè)器和開關(guān)延時(shí)電路組成。 （ 1） DZS 前半部分別由線性集成電路 A1： A 和 A1： B 組成二個(gè)山形電平檢測(cè)器，山形電平極測(cè)器的輸入輸出特性如圖 1—4 所示，輸入電壓是指 1 或 2 端送入的電壓（ S3 放在封鎖位），輸出電壓是指在 4 或 5 上得到的電壓。調(diào)整參數(shù)到輸出電壓突跳的幾個(gè)輸入電壓為： Ua=― U b=― U c=+ Ud=+ 輸出正向電壓無限幅，約為 +12V，輸出 負(fù)向電壓用二極管 VD9和 VD10箝位到 ― 。 （ 2） DZS 的后關(guān)部為開關(guān)延時(shí)電路 （ a）當(dāng) 1 和 2 端電壓絕對(duì)值均小于 ，則 4 和 5 得到的電壓都為 +15V，高電平為 ―1‖態(tài)，輸入單與門 4011，其輸出 10 腳也為 ―1‖態(tài)，二極管 VD11截止，這樣單與非門的輸入為 ―1‖態(tài)，輸出 3 腳為 ―0‖態(tài)， VD12導(dǎo)通，使穩(wěn)壓管 VST 不能擊穿，所以三極管 VT1 截止，從而 3 端輸出為 0V。 （ b）當(dāng) 1 和 2 端電壓絕對(duì)值或其中之一或二者都大于 時(shí)，則在 4 和 5 上或者 4為 ― ，或者 5 為 ― ，或者 5 均為 ―0. 7V，低電平為 ―0‖態(tài)，三種情況輸入D： C，其輸出都為 ―0‖態(tài)， VD11 導(dǎo)通，接 0V， D:A 輸入為 ―0‖態(tài)，其輸出為 ―1‖態(tài)，使 VD12截止，穩(wěn)壓管 VST 在 30V 的電壓作用下而擊穿， VT1 飽和導(dǎo)通，可使 3 端圖14 電平檢測(cè)器輸入輸出特性 V V 沈陽航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 輸出為 ―15V 。 （ c）當(dāng)已在（ b）的情況， 3 端子輸出為 ―15V ，此時(shí) D:C 的輸出為 0V， D:A 上輸入電壓接近 0V。若要回到（ a）的情部，則 D： C 的輸出先由 ―0‖態(tài)變成 ―1‖態(tài)， VD11截止， D:A 上輸入上電壓應(yīng)為 +15V，但電容 C5二端電壓不能突變， +15V 電源通過 R27對(duì) C5 充電， C5 電壓逐步上升，上 升到一定數(shù)值后 D： A 的輸出由 ―1‖態(tài)變?yōu)?―0‖態(tài)，從而使 3 端輸出為 0V，所以 3 端由 ―15V 變?yōu)?0V 有一延時(shí)時(shí)間，其延時(shí)長短取決于 R27C5的充電回路時(shí)間常數(shù)。 （ d）鈕子開關(guān) S3 有二個(gè)位置，放在 ―封鎖位 ‖，用在調(diào)速系統(tǒng)正常工作的情況，即為上述分析情況，放在 ―解除位 ‖， A1： A 組成的山形電平檢測(cè)器輸入總是 +15V， 3 端子電位總是 ―15V ，使各調(diào)節(jié)器解除封鎖，以便單獨(dú)調(diào)試調(diào)節(jié)器用。 4．電源輸入輸出端： 面板下部的 L L L3 三接線柱表示三相電源的輸入， U、 V、 W 表示電源輸出端。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)壓器的輸出端 接到 L L L3， U、 V、 W 接到可控硅或電機(jī)，在 L U， L V， L W 間接有電流互感器， L L2 間接有電壓互感器，當(dāng)電流過大或電壓過高時(shí)，過流保護(hù)和過壓保護(hù)動(dòng)作。 使用注意事項(xiàng)：接到可控硅的電壓必須從 U、 V、 W 引出，否則過流保護(hù)和過壓保護(hù)不起作用。 5． FBS（速度變換器） 速度變換器（ FBS）用于轉(zhuǎn)速反饋的調(diào)速系統(tǒng)中，將直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓變換成適用于控制單元并與轉(zhuǎn)速成正比的直流電壓，作為速度反饋。 其原理圖如圖 1? 5 所示。 使用時(shí)，將測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出端接至速度變換器的輸入端 1 和 2。分兩 路輸出。 （ 1）一路經(jīng)電位器 RP2 至轉(zhuǎn)速表，轉(zhuǎn)速表 (0??2021n/s)已裝在電機(jī)導(dǎo)軌上。 （ 2）另一路經(jīng)電阻及電位器 RP，由電位器 RP 中心抽頭輸出，作為轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)，反饋強(qiáng)度由電位器 RP 的中心抽頭進(jìn)行調(diào)節(jié)，由電位器 RP 輸出的信號(hào)，同時(shí)作圖15 速度變換器21 RPRP 43沈陽航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 為零速封鎖反映轉(zhuǎn)速的電平信號(hào)元件 RP 裝在面板上。 6． ASR（速度調(diào)節(jié)器） 速度調(diào)節(jié)器 ASR 的功能是對(duì)給定和反饋兩個(gè)輸入量進(jìn)行加法，減法，比例，積分 和微分等運(yùn)算，使其輸出按某一規(guī)律變化。 它由運(yùn)算放大器，輸入與反饋網(wǎng)絡(luò)及二極管限 幅環(huán)節(jié)組成。其原理圖如圖 16 所示。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 也可當(dāng)作電壓調(diào)節(jié)器 AVR 來使用。 速度調(diào)節(jié)器采用電路運(yùn)算放大器，它具有兩個(gè)輸入端，同相輸入端和倒相輸入端，其輸出電壓與兩個(gè)輸入端電壓之差成正比。電路運(yùn)算放大器具有開環(huán)放大倍數(shù)大，零點(diǎn)漂移小，線性度好，輸入電流極小，輸出阻抗小等優(yōu)點(diǎn)，可以構(gòu)成理想的調(diào)節(jié)器。圖 17 中，由二極管 VD4， VD5 和電位器 RP2， RP3 組成正負(fù)限幅可調(diào)的限幅電路。由 C2， R9 組成反饋微分校正網(wǎng)絡(luò)，有助于抑制振蕩，減少超調(diào)， R15， C1 組成速度環(huán)串聯(lián)校正網(wǎng)絡(luò)。場(chǎng)效應(yīng)管 V5 為零速封 鎖電路，當(dāng) 4 端為 0V時(shí) VD5 導(dǎo)通，將調(diào)節(jié)器反饋網(wǎng)絡(luò)短接而封鎖， 4 端為 13V 時(shí)， VD5 夾斷，調(diào)節(jié)器投入工作。 RP1 為放大系數(shù)調(diào)節(jié)電位器。 1 2 3 4ABCD4321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eA4D a t e : 6 O c t 20 02 S he e t o f F i l e : D : \ U S E R \ M C L \ m c l 03 \ m c l 03 .D db D r a w n B y :R510KR 1 010KR610KR 1 110KC6224C72243261 574U A 7 4 1R 1 410KR 2 11 . 5 KVD41 N 4 0 0 7VD51 N 4 0 0 7R 1 5120KC1474R 1 62MVD31 N 4 0 0 7V53 D J 6 HR910KC2473R P 14 . 7 KR 2 0470R P 21 . 5 KR P 31 . 5 K+ 15 15U f nU s r圖1 6 速度調(diào)節(jié)器沈陽航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 元件 RP1， RP2， RP3 均安裝在面板上。電容 C1 兩端在面板上裝有接線柱， 電容 C2兩端也裝有接線柱，可根據(jù)需要外接電容。 7． ACR（電流調(diào)節(jié)器） 電流調(diào)節(jié)器適用于可控制傳動(dòng)系統(tǒng)中，對(duì)其輸入信號(hào)（給定量和反饋量）時(shí)進(jìn)行加法、減法、比例、積分、微分，延時(shí)等運(yùn)算或者同時(shí)兼做上述幾種運(yùn)算。以使其輸出量按某種予定規(guī)律變化。它是由下述幾部分組成：運(yùn)算放大器，兩極管限幅，互補(bǔ)輸出 的電流放大級(jí)、輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)、反饋?zhàn)杩咕W(wǎng)絡(luò)等。 電流調(diào)節(jié)器與速度調(diào)節(jié)器相比，增加了 4 個(gè)輸入端，其中 2 端接過流推 ?信號(hào)，來自電流變換器的過流信號(hào) U?，當(dāng)該點(diǎn)電位高于某值時(shí)， VST1 擊穿，正信號(hào)輸入， ACR輸出負(fù)電壓使觸發(fā)電路脈沖后移。 UZ、 UF 端接邏輯控制器的相應(yīng)輸出端，當(dāng)這二端為高電平時(shí)，三極管 V V2 導(dǎo)通將 Ugt 和 Ugi 信號(hào)對(duì)地短接，用于邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)。 晶體管 V3和 V4 構(gòu)成互補(bǔ)輸出的電流放大級(jí)，當(dāng) V V4 基極電位為正時(shí)， V4管（ PNP 型晶體管）截止， V3管和負(fù)截構(gòu)成射極跟隨器。如 V3， V4基極電位 為負(fù)時(shí)，1 2 3 4ABCD4321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eA4D a t e : 6 O c t 20 02 S he e t o f F i l e : D : \ U S E R \ M C L \ m c l 03 \ m c l 03 .D db D r a w n B y : 15+ 15 15+ 15R P 32 . 2 KR P 22 . 2 KR 2 0470R P 14 . 7 KC2 473