【正文】 它是一個由比較器組成的模數(shù)轉換器，可將控制系統(tǒng)中連續(xù)變化的電平信號轉換成邏輯運算所需的“0”、“1”電平信號。面板上裝有S1開關，當開關撥到“封鎖”時，零速封鎖器處于工作狀態(tài)；當S1開關撥到“解除”時，零速封鎖器處于關閉狀態(tài)。兩個電平檢測器的輸出經(jīng)與門和非門后，V2的基極為低電平，V2導通，零速封鎖器輸出約為15V的電壓加到電壓調(diào)節(jié)器反饋環(huán)節(jié)場效應管的柵極，使其關斷，從而使電壓調(diào)節(jié)器開放工作，在出現(xiàn)故障時，電平檢測器輸出低電平“1”，V2基極為低電平，則V2截止，零速封鎖器輸出0V電壓加到電壓調(diào)節(jié)器反饋環(huán)節(jié)場效應管的柵極，使其導通，使調(diào)節(jié)器的反饋環(huán)節(jié)短路，輸出為“0”。因此可得到如圖328所示的“山”型繼電特性。兩個“山”型電平檢測器分別對給定和速度反饋信號進行檢測，當輸入信號為正值時，通過二極管VD1和VD3分別進入運放的反向輸入端，而當輸入信號為負值時，則通過VD2和VD4進入運放的正相輸入端。零速封鎖器的原理圖如下：圖371零速封鎖器原理圖零速封鎖器由兩個具有“山”型繼電器特性的電平檢測器，邏輯門及延時環(huán)節(jié)組成，其原理如圖327。此外由一只3位半的直流數(shù)字電壓表指示輸出電壓值。當S1從“負給定”側打到“正給定”側，得到從負電壓到正電壓的跳變。(2)將S2打到“運行”側，S1打到“負給定”側，調(diào)節(jié)RP2使給定輸出一定的負電壓，撥動S2到“停止”側，此時可獲得從負電壓突跳到0V的階躍信號，再撥動S2到“運行”側，此時可獲得從0V突跳到負電壓的階躍信號。S1為正、負極性切換開關，輸出的正、負電壓的大小分別由RPRP2來調(diào)節(jié)，其輸出電壓范圍為0～士l5V，S2為輸出控制開關，打到“運行”側，允許電壓輸出，打到“停止”側，則輸出為零。輸入電壓經(jīng)R1和RP1分壓，調(diào)節(jié)電位器RP1可改變轉速反饋系數(shù)。轉速變換用于有轉速反饋的調(diào)速系統(tǒng)中，它將反映轉速變化并與轉速成正比的電壓信號變換成適用于控制單元的電壓信號。當過流動作后，電源通過SB、RVD8及C2維持V2導通，V3截止、V4導通、繼電器保持吸合，持續(xù)告警。(4)過流的同時，V3由導通變?yōu)榻刂?，在集電極產(chǎn)生一個高電平信號從“3”端輸出，作為推β信號供電流調(diào)節(jié)器使用。(3)當主電路電流超過某一數(shù)值后，RP2上取得的過流電壓信號超過穩(wěn)壓管V1的穩(wěn)壓值，擊穿穩(wěn)壓管，使三極管V2導通，從而V3截止，V4導通使繼電器K動作，控制屏內(nèi)的主繼電器掉電，切斷主電源，掛件面板上的聲光報警器發(fā)出告警信號，提醒操作者實驗裝置已過流跳閘。③RP2的滑動觸頭與過流保護電路相連，調(diào)節(jié)RP2可調(diào)節(jié)過流動作電流的大小。當電流反饋的電壓升高的時候，“1”端的輸出也隨著升高，VD7導通。(1)電流反饋與過流保護的輸入端TATATA3，來自電流互感器的輸出端，反映負載電流大小的電壓信號經(jīng)三相橋式整流電路整流后加至RPRP及RRVD7組成的3條支路上，其中:①R2與VD7并聯(lián)后再與R1串聯(lián)，在其中點取零電流檢測信號從1腳輸出，供零電平檢測用。VV7構成脈沖形成放大環(huán)節(jié)，C5為強觸發(fā)電容改善脈沖的前沿，由脈沖變壓器輸出觸發(fā)脈沖。調(diào)節(jié)電位器RP1可以調(diào)節(jié)恒流源的電流大小，從而改變了鋸齒波的斜率。由VVDVDC1等元件組成同步檢測環(huán)節(jié)，其作用是利用同步電壓UT來控制鋸齒波產(chǎn)生的時刻及鋸齒波的寬度。在同一時刻，只有一路信號輸入起作用，另一路信號接地不起作用?！?”端接邏輯控制器的相應輸出端，當有高電平輸入時，擊穿穩(wěn)壓管，三極管VV5導通，將相應的輸入信號對地短接。電流調(diào)節(jié)器由運算放大器、限幅電路、互補輸出、輸入阻抗網(wǎng)絡及反饋阻抗網(wǎng)絡等環(huán)節(jié)組成，工作原理基本上與速度調(diào)節(jié)器相同，其原理圖如圖322所示。改變R7的阻值改變了系統(tǒng)的放大倍數(shù)，改變C5的電容值改變了系統(tǒng)的響應時間。由CR3組成微分反饋校正環(huán)節(jié)，有助于抑制振蕩，減少超調(diào)。圖321速度調(diào)節(jié)器在圖中“3”端為信號輸入端，二極管VD1和VD2起運放輸入限幅，保護運放的作用。 圖312起動開關電路圖速度調(diào)節(jié)器由運算放大器、輸入與反饋環(huán)節(jié)及二極管限幅環(huán)節(jié)組成，對給定和反饋兩個輸入量進行加法、減法、比例、積分和微分等運算。在起動開關電路里面設置自鎖回路和，在控制電路中發(fā)現(xiàn)電流過大，這可使主電路常閉開關KM跳開而保護整個系統(tǒng)，當KM跳開失敗后，由于電流過大，一段時間后快速熔斷器受熱而熔化使電路跳開，從而避免燒壞電機等設備。具體方法見主電路變壓器的參數(shù)計算。 圖311主電路框圖對于系統(tǒng)的供電，可將無窮大電網(wǎng)電壓經(jīng)三相變壓器變?yōu)?20V，再通過一系列熔斷器等保護措施，輸入給橋式整流電路，進而給直流電機和其他裝置供電。主電路的穩(wěn)定安全運行直接影響整個系統(tǒng)的性能，為了保證可逆冷軋機的卷取機系統(tǒng)具有穩(wěn)定的正反運行特性，則需要設計可逆的調(diào)速系統(tǒng)，采用六個晶閘管構成三相橋式整流電路的反并聯(lián)裝置可以解決電動機的正反轉運行和回饋制動的問題。邏輯控制無環(huán)流當一組晶閘管工作時，邏輯電路封鎖另一組晶閘管的觸發(fā)脈沖，使它完全處于阻斷狀態(tài)，以確保兩組晶閘管不同時工作，從根本上切斷了環(huán)流的通路。主要有兩大類：邏輯控制無環(huán)流系統(tǒng)和錯位控制無環(huán)流系統(tǒng)。對有大容量的系統(tǒng)，設置幾個環(huán)流電抗器始終是個累贅，這些缺點比較明顯?？v上三種可控電源的比較，我們選擇VM系統(tǒng)來實現(xiàn)本設計。3）直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器（PWM）——用恒定直流電源或不控整流電源供電，利用電力電子開關器件斬波或進行脈寬調(diào)制，以產(chǎn)生可變的平均電壓。2）靜止式可控整流器（VM系統(tǒng)）——用靜止式的可控整流器，以獲得可調(diào)的直流電壓。常用的可控支流電源有以下三種：1）旋轉變流機組（GM系統(tǒng)）——用交流電動機和直流發(fā)電機組成機組，以獲得可調(diào)的直流電壓。 因此，自動控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以調(diào)壓調(diào)速為主。第3章 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)結構以及各功能模塊概述 對于要求在一定范圍內(nèi)無級平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，以調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方式為最好。對于電網(wǎng)電壓擾動，雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由于增設了電流內(nèi)環(huán)，電壓波動可以通過電流反饋得到比較及時的調(diào)節(jié)，不必等它影響到轉速以后才能反饋回來，抗擾性能大有改善。對于負載擾動，由動態(tài)結構圖中可以看出，負載擾動作用在電流環(huán)之后，因此只能靠轉速調(diào)節(jié)器ASR來產(chǎn)生抗負載擾動的作用。因此，整個起動過程可看作為是一個準時間最優(yōu)控制。一般選擇為電動機允許的最大電流，以便充分發(fā)揮電動機的過載能力，使起動過程盡可能最快。這樣，采用PI調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的轉速響應必然有超調(diào)。其靜特性如下圖255：圖255 單閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性圖為分析動態(tài)特性以及抗擾性能參考雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結構圖如下圖： 圖256 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結構框圖雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動過程有以下三個特點：（1）飽和非線性控制：根據(jù)ASR的飽和與不飽和，整個系統(tǒng)處于完全不同的兩種狀態(tài)：當ASR飽和時，轉速環(huán)開環(huán)，系統(tǒng)表現(xiàn)為恒值電流調(diào)節(jié)的單閉環(huán)系統(tǒng)；當ASR不飽和時，轉速環(huán)閉環(huán)，整個系統(tǒng)是一個無靜差調(diào)速系統(tǒng)，而電流內(nèi)環(huán)表現(xiàn)為電流隨動系統(tǒng)。②轉速調(diào)節(jié)器ASR飽和：這時ASR輸出達到限幅值，轉速外環(huán)呈開環(huán)狀態(tài)，轉速的變化對系統(tǒng)不再產(chǎn)生影響。①轉速調(diào)節(jié)器不飽和：CA段靜特性從理想空載狀態(tài)的=0一直延續(xù)到，而一般都是大于額定電流的。為分析靜特性我們參考如下的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結構框圖：圖254 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖 ——轉速反饋系數(shù) ——電流反饋系數(shù)在正常運行時，電流調(diào)節(jié)器是不會達到飽和的。這就形成了轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。從閉環(huán)結構上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)。二者之間實行嵌套（或稱串級)聯(lián)接，如圖所示253。這是在最大電流轉矩)受限制時調(diào)速系統(tǒng)所能獲得的最快的起動過程。為此，在電機最大允許電流和轉矩受限制的條件下，應該充分利用電機的過載能力，最好是在過渡過程中始終保持電流轉矩為允許的最大值，使電力拖動系統(tǒng)以最大的加速度起動，到達穩(wěn)態(tài)轉速時，立即讓電流降下來，使轉矩馬上與負載相平衡，從而轉入穩(wěn)態(tài)運行。在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，電流截止負反饋環(huán)節(jié)是專門用來控制電流的，但它只能在超過臨界電流值以后，靠強烈的負反饋作用限制電流的沖擊，并不能很理想地控制電流的動態(tài)波形。這主要是因為單閉環(huán)系統(tǒng)不能隨心所欲地控制電流和轉矩的動態(tài)過程。但是，如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高，例如龍門刨床、可逆軋鋼機等要求快速起制動，突加負載動態(tài)速降小的場合，盡量縮短起、制動過程的時間是提高生產(chǎn)率的重要因素。它的靜特性分為兩段，當時，電流截止負反饋環(huán)節(jié)不起作用，靜特性與只有轉速負反饋系統(tǒng)的相同。帶電流截止負反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構框圖