逻辑无环流可逆直流调速系统实验报告..docxVIP

５.５逻辑无环流可逆直流调速系统５．５．１　实验目的 (１）熟悉逻辑无环流可逆直流调速系统的组成和工作原理。（２）掌握各控制单元的原理、作用及调试方法。（３）掌握逻辑无环流可逆调速系统的调试步骤和调试方法。（４）掌握逻辑无环流可逆调速系统的静特性和动态特性。５．５．２　实验内容（１）控制单元调试。（２）系统调试。（３）正反转机械特性ｎ＝ｆ（Ｉｄ）的测定。（４）正反转闭环控制特性ｎ＝ｆ（Ｕｇ）的测定。（５）系统动态特性的测试。５．５．３　实验设备（１）电源控制屏（ＮＭＣＬ３２）；（２）低压控制电路及仪表（ＮＭＣＬ３１）；（３）触发电路和晶闸管主回路（ＮＭＣＬ３３）；（４）可调电阻（ＮＭＣＬ０３）；（５）直流调速控制单元（ＮＭＣＬ１８）；（６）电机导轨及测速发电机（或光电编码器）；（７）直流发电机Ｍ０１；（８）直流电机Ｍ０３；（９）双踪示波器；（１０）万用表。５．５．４　实验原理 逻辑无环流可逆直流调速系统原理图如图５ １２所示。 逻辑无环流可逆直流调速专用挂箱由ＡＲ（反号器）、ＤＰＴ（转矩极性鉴别器）、ＤＰＺ（零电流检测器）和ＤＬＣ（逻辑控制器）构成。１．反号器（ＡＲ） 反号器由运算放大器及有关电阻组成（见图５ １３），用于调速系统中信号需要倒相的场合。反号器的输入信号由运算放大器的反相端接入，故输出电压为Ｕｓｃ＝－（ＲＰ１＋Ｒ３）／Ｒ１×Ｕｓｒ。 调节ＲＰ１ 的可动触点，可改变ＲＰ１ 的数值，使ＲＰ１＋Ｒ３＝Ｒ１，则Ｕｓｃ＝－Ｕｓｒ，输入与输出成倒相关系。元件ＲＰ１ 装在面板上。２．转矩极性鉴别器（ＤＰＴ） 转矩极性鉴别器为一电平检测器，用于检测控制系统中转矩极性的变化；它是一个模数转换器，可将控制系统中连续变化的电平转换成逻辑运算所需的“０”、“１”状态信号。其原理如图５ １４（ａ）所示。转矩极性鉴别器的输入 输出特性如图５ １４（ｂ）所示，具有继电特性。 调节同相输入端电位器可以改变继电特性相对于零点的位置。输入输出特性的回环宽度为Ｕｋ＝Ｕｓｒ２－Ｕｓｒ１＝Ｋ１（Ｕｓｃｍ２－Ｕｓｃｍ１）式中，Ｋ１ 为正反馈系数，Ｋ１ 越大，则正反馈越强，回环宽度接越大；Ｕｓｒ２和Ｕｓｒ１分别为输出由正翻转到负和由负翻转到正所需的最小输入电压；Ｕｓｃｍ２和Ｕｓｃｍ１分别为正向和负向饱和输出电压。逻辑控制系统中的电平检测环宽一般取０．２～０．６Ｖ，环宽大时能提高系统抗干扰能力，但环过宽时会使系统动作迟缓。３．零电流检测器（ＤＰＺ） 零电流检测器也是一个电平检测器，其工作原理与转矩极性鉴别器相同，在控制系统中进行零电流检测，其原理图和输入 输出特性分别如图５ １５（ａ）和５ １５（ｂ）所示。４．逻辑控制器（ＤＬＣ） 逻辑控制器用于逻辑无环流可逆直流调速系统，其作用是对转矩极性和主回路零电流信号进行逻辑运算，切换加于正组桥或反组桥晶闸管整流装置上的触发脉冲，以实现系统的无环流运行，其原理如图５ １６所示。 逻辑控制器主要由逻辑判断电路、延时电路、逻辑保护电路和推β电路等环节组成。　　１）逻辑判断环节 逻辑判断环节的任务是根据转矩极性检测器和零电流检测器的输出ＵＭ和ＵＩ状态，正确地判断晶闸管的触发脉冲是否需要进行切换（由ＵＭ是否变换状态决定）及切换条件是否具备（由ＵＩ是否从“０”变“１”决定）。即：在ＵＭ变号后，零电流检测器检测到主电路电流过零（ＵＩ＝“１”）时，逻辑判断电路立即翻转，同时应保证在任何时刻逻辑判断电路的输出ＵＺ和ＵＦ状态必须相反。 ２）延时环节 要使正、反两组整流装置安全、可靠地切换工作，必须在逻辑无环流系统中的逻辑判断电路发出切换指令ＵＺ或ＵＦ后，经关断等待时间ｔ１（约３ｍｓ）和触发等待时间ｔ２（约１０ｍｓ）之后才能执行切换指令，故设置相应的延时电路。延时电路中的ＶＤ１、ＶＤ２、Ｃ１、Ｃ２ 起ｔ１ 的延时作用，ＶＤ３、ＶＤ４、Ｃ３、Ｃ４ 起ｔ２ 的延时作用。 ３）逻辑保护环节 逻辑保护环节也称为“多一”保护环节，当逻辑电路发生故障时，ＵＺ、ＵＦ的输出同时为“１”状态，逻辑控制器的两个输出端Ｕｂｌｆ和Ｕｂｌｒ全为“０“状态，造成两组整流装置同时开放，引起短路环流事故。加入逻辑保护环流环节后，当ＵＺ、ＵＦ全为“１”状态时，使逻辑保护环节输出Ａ点电位变为“０”，使Ｕｂｌｆ和Ｕｂｌｒ都为高电平，两组触发脉冲同时封锁，避免产生短路环流事故。 ４）推β环节 在正、反桥切换时，逻辑控制器中的Ｇ８ 输出“１”状态信号，将此信号送入ＡＣＲ的输入端作为脉冲后移推β指令，从而可避免切换时电流的冲击。 ５）功率放大输出环节 因与非门输出功率有限，为了能可靠推动脉冲门Ⅰ或Ⅱ，故加了由Ｖ１ 和Ｖ２组成的功率放大级，由逻辑信号ＵＬＫ１和ＵＬＫ２进行控制，或为“通”或为“断”来控制触发脉冲门Ⅰ或触发脉冲门Ⅱ。５．系统组成与工作原理 逻辑无环流系统的