【正文】 Ua=― Ub=― Uc=+ 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―。（b），則在4和5上或者4為―，或者5為―，或者5均為―，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端輸出為―15V。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)椤?”態(tài)，從而使3端輸出為0V，所以3端由―15V變?yōu)?V有一延時時間，其延時長短取決于R27C5的充電回路時間常數(shù)。4．電源輸入輸出端面板下部的LLL3三接線柱表示三相電源的輸入，U、V、W表示電源輸出端。使用注意事項：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。其原理圖如圖1190。使用時，將測速發(fā)電機的輸出端接至速度變換器的輸入端1和2。（1）一路經(jīng)電位器RP2至轉(zhuǎn)速表，轉(zhuǎn)速表(0177。（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，反饋強度由電位器RP的中心抽頭進(jìn)行調(diào)節(jié)，由電位器RP輸出的信號，同時作為零速封鎖反映轉(zhuǎn)速的電平信號。 6．ASR（速度調(diào)節(jié)器）速度調(diào)節(jié)器ASR的功能是對給定和反饋兩個輸入量進(jìn)行加法，減法，比例，積分和微分等運算，使其輸出按某一規(guī)律變化。其原理圖如圖16所示。速度調(diào)節(jié)器采用電路運算放大器，它具有兩個輸入端，同相輸入端和倒相輸入端，其輸出電壓與兩個輸入端電壓之差成正比。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。場效應(yīng)管V5為零速封鎖電路，當(dāng)4端為0V時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，VD5夾斷，調(diào)節(jié)器投入工作。元件RP1，RP2，RP3均安裝在面板上。7．ACR（電流調(diào)節(jié)器）電流調(diào)節(jié)器適用于可控制傳動系統(tǒng)中，對其輸入信號（給定量和反饋量）時進(jìn)行加法、減法、比例、積分、微分，延時等運算或者同時兼做上述幾種運算。它是由下述幾部分組成：運算放大器，兩極管限幅，互補輸出的電流放大級、輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)、反饋阻抗網(wǎng)絡(luò)等。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，三極管VV2導(dǎo)通將Ugt和Ugi信號對地短接，用于邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)。如V3，V4基極電位為負(fù)時，V3管（NPN型晶體管）截止，V4管和負(fù)截構(gòu)成射極跟隨器。改變輸入和反饋阻抗網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，就能得到各種運算特性。二．MCL33掛箱MCL—33由脈沖控制及移相，雙脈沖觀察孔，一組可控硅，二組可控硅及二極管，RC吸收回路，平波電抗器L組成。當(dāng)Ublf接地時，第一組脈沖放大電路進(jìn)行放大。脈沖移相由Uc端的輸入電壓進(jìn)行控制，當(dāng)Uc端輸入正信號時，脈沖前移，Uc端輸入負(fù)信號時，脈沖后移，移相范圍為100—1600。雙脈沖觀察孔輸出相位差為60o的雙脈沖，同步電壓觀察孔，輸出相電壓為30V左右的同步電壓，用雙蹤示波器分別觀察同步電壓和雙脈沖，可比較雙脈沖的相位。1. 脈沖控制。2. 一橋可控硅由六只5A800V組成。4. RC吸收回路可消除整流引起的振蕩。平波電抗器可作為電感性負(fù)載電感使用，電感分別為50mH、100mH、200mH、700mH, 在1A范圍內(nèi)基本保持線性。三．MCL—34掛箱MCL—34為邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速專用掛箱。1．AR（反號器）反號器AR由運算放大器及有關(guān)電阻組成，如圖18所示。反號器的輸入信號由運算放大器的反相端接入，故輸出電壓為USC=（RP+R3）/R1調(diào)節(jié)RP的可動觸點，可改變RP的數(shù)值，使RP+R3=R1，則USC=USR，輸入與輸出成倒相關(guān)系。 2．DPT（轉(zhuǎn)矩極性鑒別器）轉(zhuǎn)矩極性鑒別器為一電平檢測器，用于檢測控制系統(tǒng)中轉(zhuǎn)矩極性的變化；它是一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可將控制系統(tǒng)中連續(xù)變化的電平轉(zhuǎn)換成邏輯運算所需的’0”、”1”狀態(tài)信號。9（a）所示。9（b）所示，具有繼電特性。特性的回環(huán)寬度為Uk=Usr2Usr1=K1(Uscm2Uscm1)式中K1為正反饋系數(shù)，K1越大，則正反饋越強，回環(huán)寬度就越大，Usr2和Usr1分別為輸出由正翻轉(zhuǎn)到負(fù)及由負(fù)翻轉(zhuǎn)到正所需的最小輸入電壓；Uscm2和Uscm1分別為正向和負(fù)向飽和輸出電壓。3．DPZ（零電流檢測器）零電流檢測器也是一個電平檢測器，其工作原理與轉(zhuǎn)矩極性鑒別器相同，在控制系統(tǒng)中進(jìn)行零電流檢測，其原理圖和輸入輸出特性分別如圖110（a）和110（b）所示。邏輯電路除了功率輸出級外，全部采用CMOS集成化與非門電路組成。其原理圖如圖111所示。A．邏輯判斷環(huán)節(jié) 邏輯判斷環(huán)節(jié)的任務(wù)是根據(jù)轉(zhuǎn)矩極性電平檢測器和零電流電平檢測器的輸出UM和UI狀態(tài)，正確地判斷晶閘管的觸發(fā)脈沖是否需要進(jìn)行切換（由UM是否變換狀態(tài)決定）及切換條件是否具備（由UI是否由“0”態(tài)變“1”態(tài)決定）。B．延時環(huán)節(jié) 要使正，反兩組整流裝置安全，可靠地切換工作，必須在邏輯無環(huán)流系統(tǒng)中邏輯判斷電路發(fā)出切換指令UZ或UF后。C．邏輯保護(hù)環(huán)節(jié) 邏輯保護(hù)環(huán)節(jié)也稱多一保護(hù)環(huán)節(jié)。加入邏輯保護(hù)環(huán)節(jié)后，當(dāng)UZ、UF全為”1”狀態(tài)時，使邏輯保護(hù)環(huán)節(jié)輸出”A”點電位變?yōu)椤?”，使Ublf和Ublr都為高電平，兩組觸發(fā)脈沖同時封鎖，避免產(chǎn)生短路環(huán)流事故。E．功率放大輸出環(huán)節(jié)。四．MCL05掛箱MCL05掛箱為觸發(fā)電路專用掛箱，其中有單結(jié)晶體管，正弦波，鋸齒波同步移相觸發(fā)電路。當(dāng)外加同步電壓220V為時，通過觸發(fā)電路選擇直鍵開關(guān)可選擇輸出至單結(jié)管觸發(fā)電路, 正弦波觸發(fā)電路，鋸齒波觸發(fā)電路的同步電壓分別為60V, 15, 7V1．單結(jié)晶體管觸發(fā)電路 由單結(jié)晶體管V3，整流穩(wěn)壓環(huán)節(jié)，及由V1,V2等組成的等效可變電阻等組成，其原理圖如圖112所示。同時C3經(jīng)V3放電，由于時間常數(shù)很小，Uc2很快下降至單結(jié)晶體管的谷點電壓,V3重新關(guān)斷，C2再次充電。電容C2的充電時間常數(shù)由等效電阻等決定，調(diào)節(jié)RP3的滑動觸點可改變V1的基極電壓，使V1,V2都工作在放大區(qū)，即等效電阻可由RP1來調(diào)節(jié)，也就是說一個梯形波周期內(nèi)的第一個脈沖出現(xiàn)時候（控制角）可由RP1來調(diào)節(jié)。2．正弦波同步觸發(fā)電路 正弦波同步觸發(fā)電路由同步移相和脈沖形成放大等環(huán)節(jié)組成，其原理圖如圖113所示。晶體管V1左邊部分為同步移相環(huán)節(jié)，在V1的基極上綜合了同步信號UT，偏移電壓Ub及控制電壓Uc，RP2可調(diào)節(jié)Ub，調(diào)節(jié)Uc可改變觸發(fā)電路的控制角。當(dāng)同步移相環(huán)節(jié)送出負(fù)脈沖時，使單穩(wěn)電路翻轉(zhuǎn)，從而輸出脈寬可調(diào)的觸發(fā)脈沖。由VD1,VD2,C1,R1等元件組成同步檢測環(huán)節(jié)，其作用是利用同步電壓來控制鋸齒波產(chǎn)生的時刻和寬度。控制電壓Uc,偏移電壓Ub及鋸齒波電壓在V4基極綜合疊加，從而構(gòu)成移相控制環(huán)節(jié)。元件RP裝在面板上 ，同步變壓器副邊已在內(nèi)部接好。1．單相并聯(lián)逆變觸發(fā)電路以555集成時基電路為基礎(chǔ)振蕩電路，通過雙D觸發(fā)器二分頻得到相位差180O的觸發(fā)脈沖, 經(jīng)三極管V1,V2功率放大后交替觸發(fā)主電路的兩個晶閘管。單相并聯(lián)逆變觸發(fā)電路原理圖見圖1152．?dāng)夭ㄆ髦麟娐? 圖1─16所示的是一脈寬可調(diào)的逆阻型斬波器，晶閘管VT1為主晶閘管，VT2為輔助晶閘管，用來控制輸出電壓的脈寬，C和L1組成換流振蕩環(huán)節(jié)。電位器RP2用來調(diào)節(jié)鋸齒波的幅值，電位器RP1用來調(diào)節(jié)鋸齒波的頻率。由第二比較器產(chǎn)生的方波接至電路的輸入端，則在方波的前沿和后沿分別產(chǎn)生兩個脈沖，如圖所示，其后沿脈沖隨方波的寬度變化而移動，前沿脈沖相位則保持不變。六．MCL－07掛箱MCL－07掛箱由GTR驅(qū)動電路、MOSFET驅(qū)動電路、IGBT驅(qū)動電路、PWM發(fā)生器、主電路等部分組成。可對光耦的特性（延遲時間、上升時間、下降時間），貝克電路對GTR通、關(guān)斷特性的影響，不同的串、并聯(lián)電路對GTR開關(guān)的影響以及保護(hù)電路的工作原理進(jìn)行研究和分析?？蓪Ω咚俟怦睢⑼仆祢?qū)動電路、MOSFET的開啟電壓、導(dǎo)通電阻RON、跨導(dǎo)gm、反向輸出特性、轉(zhuǎn)移特性、開關(guān)特性進(jìn)行研究?？蓪XB841的驅(qū)動電路各點波形以及1GBT的開關(guān)特性進(jìn)行研究。（2）由于接線比較多，設(shè)計時充分考慮到學(xué)生實驗時可能產(chǎn)生的誤操作，保護(hù)功能完善，可靠性高。（2）GTR采用較低頻率的PWM波形驅(qū)動，MOSFET、IGBT采用較高的PWM波形驅(qū)動。七．MCL－08掛箱MCL－08掛箱由直流變換電路（Buck－Boost電路）和電流控制型脈寬調(diào)制開關(guān)穩(wěn)壓電源組成。555產(chǎn)生波形的占空比可由電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)，頻率約為8K左右。按流過電感L的電流在周期開始時是否從0開始，可分為連續(xù)或不連續(xù)工作狀態(tài)兩種模式。2．開關(guān)電源采用UC3842構(gòu)成電流控制型脈寬調(diào)制開關(guān)穩(wěn)壓電源，通過實驗使學(xué)生對開關(guān)電源的工作原理以及UC3842的應(yīng)用有一定的了解，UC3842脈寬調(diào)制器的具體說明可參見第二章的有關(guān)內(nèi)容。變頻器為電壓源VSI型，其中間直流環(huán)節(jié)采用大電容濾波，主回路整流電路采用橋式不控整流模塊，電網(wǎng)電壓經(jīng)橋式整流后對直流母線上的濾波電容充電，串聯(lián)限流電阻R1是為限制過大的充電電流。不過，限流電阻也不是一直串聯(lián)在回路中，只是在電容剛開始充電時進(jìn)行限流，當(dāng)電容兩端的電壓充到一定值時，繼電器收合，把限流電阻R1短路。主回路工作時，因為功率器件開關(guān)頻率很高，開關(guān)動作時會在直流環(huán)節(jié)中產(chǎn)生電流突變，若直流環(huán)節(jié)存在電感，則可能在功率器件兩端產(chǎn)生很大的尖峰電壓，吸收緩沖電路的作用就是吸收消除此尖峰電壓。功率器件采用三菱智能IGBT模塊。具有驅(qū)動電路簡單、可靠性高等優(yōu)點。2．控制回路控制回路主芯片采用美國英特爾公司的電動機專用變頻芯片80C196MC，內(nèi)含六路PWM輸出，其低電平有效，可直接驅(qū)動隔離控制電路和驅(qū)動電路的光電耦合器，因此可直接用于控制三相逆變器中的六個主開關(guān)器件驅(qū)動級。九．MCL—10掛箱MCL—10為直流脈寬調(diào)速專用掛箱，原理框圖如圖1—19。1．主回路：二極管整流橋把輸入的交流電變?yōu)橹绷麟?，正常情況下，交流輸入為220V，經(jīng)過整流后變?yōu)?00V直流電，電阻R1為起動限流電阻，濾波電容C為470μF/450V；四只功率MOS管構(gòu)成H橋，根據(jù)脈沖占空比的不同，在直流電機上可得到＋或－的直流電壓。在VT2和VT4的源極回路中，串接兩取樣電阻，其上的電壓分別反映流過VTVT4的電流，經(jīng)過差放放大，在“21”端輸出一反映電流大小的電壓，作為雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的電流反饋信號。第一，可用來觀察波形，R2的阻值為1Ω，其上的電壓波形反映了主回路的電流波形。當(dāng)R2的電壓超過整定值后，過流保護(hù)電路動作，關(guān)閉脈沖，從而保護(hù)功率MOS管。SG3525的13腳輸出占空比可調(diào)（改變9腳電壓）的脈沖波形（~），同時頻率可通過充放電時間的不同而改變（通過鈕子開關(guān)S1調(diào)節(jié)），經(jīng)過RC移相后，輸出兩組互為倒相，死區(qū)時間為5μS左右的脈沖（觀察“33”端和“34”端），經(jīng)過光耦隔離后，分別驅(qū)動四只MOS管，其中VTVT4驅(qū)動信號相同，VTVT3驅(qū)動信號相同。面板的左端為正、負(fù)給定。給定”，S4打向“正給定”時，“24”端輸出－15V，同時調(diào)節(jié)電位器RP3，“23”可得到0~12V的正電壓輸出；當(dāng)S4打向“負(fù)給定”時，調(diào)節(jié)RP4，“23”可得到0~12V的負(fù)電壓輸出。十．MCL—11掛箱MCL—11掛箱分成兩部分：正弦波逆變電源和單相交流調(diào)壓。該實驗電路框圖如圖1—20。2．單相交流調(diào)壓電路采用自關(guān)斷器件的單相交流調(diào)壓電路和采用傳統(tǒng)的可控硅組成的調(diào)壓電路相比，具有功率因數(shù)高、電網(wǎng)污染少、波形畸變小等優(yōu)點。輸入交流電壓為220V，經(jīng)過同步變壓器T后，分別形成兩路互為倒相的方波，寬度為180176。工作過程為：當(dāng)輸入交流電處于正半波時，經(jīng)調(diào)解制的方波信號施加于VT2的柵極和源極，VT1的控制電壓為0V，交流電經(jīng)L、R、VTVD1構(gòu)成回路；當(dāng)輸入交流電處于負(fù)半周時，方波信號加于VTVT2控制電壓為0，交流電經(jīng)過VTVDR、L構(gòu)成回路，從而在R上得到一完整的經(jīng)過調(diào)制的單相正弦波交流電，有效值通過調(diào)節(jié)脈沖的占空比進(jìn)行改