逻辑无环流可逆直流调速系统设计与研究主电路设计.doc
《逻辑无环流可逆直流调速系统设计与研究主电路设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《逻辑无环流可逆直流调速系统设计与研究主电路设计.doc(32页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、目 录第一章 逻辑无环流可逆直流调速系统简介11.1 逻辑无环流可逆直流调速系统工作原理11.2 无环流逻辑装置的组成31.3 无环流逻辑装置的设计4第二章 系统主电路设计92.1 主电路原理及说明92.2 主电路参数设计92.3 保护电路设计10第三章 逻辑控制器的设计11第四章 系统参数计算及测定134.1 晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定134.1.1 电枢回路电阻R的测定134.1.2 主电路电磁时间常数的测定154.1.3 电动机电势常数Ce和转矩常数CM的测定174.1.4 系统机电时间常数TM的测定174.1.5 测速发电机特性UTG=f(n)的测定184.2 逻辑无环流可
2、逆直流调速系统特性测试194.2.1 整流电路检测204.2.2 控制单元调试214.2.3 机械特性n=f (Id)的测定224.2.4 系统动态波形的观测22总 结23参考文献24第一章 逻辑无环流可逆直流调速系统简介1.1 逻辑无环流可逆直流调速系统工作原理 逻辑无环流可逆直流调速系统主电路如图 1.1 所示,两组桥在任何时刻只有一组投入工作(另一组关断),所以在两组桥之间就不会存在环流。但当两组桥之间需要切换时,不能简朴的把本来工作着的一组桥的触发脉冲立即封锁,而同时把本来封锁着的一组桥立即开通,由于已经导通晶闸管并不能在触发脉冲取消的一瞬间立即被关断,必须待晶闸管承受反压时才干关断。
3、假如对两组桥的触发脉冲的封锁和开放式同时进行,原先导通的那组桥不能立即关断,而原先封锁着的那组桥已经开通,出现两组桥同时导通的情况,因没有环流电抗器,将会产生很大的短路电流,把晶闸管烧毁。为此一方面应是已导通的的晶闸管断流,要妥当解决主回路中的电感储存的一部分能量回馈给电网,其余部分消耗在电机上,直到储存的能量释放完,主回路电流变为零,使原晶闸管恢复阻断能力,随后再开通本来封锁着的那组桥的晶闸管,使其触发导通。 图1.1 逻辑无环流可逆直流调速系统主电路图1.2 逻辑无环流可逆调速系统原理图ASR速度调节器ACR1ACR2正反组电流调节器GTF、GTR正反组整流装置VF、VR正反组整流桥DLC
4、无环流逻辑控制器HX推装置TA交流互感器TG测速发电机M工作台电动机LB电流变换器AR反号器GL过流保护环节这种逻辑无环流系统有一个转速调节器ASR,一个反号器AR,采用双电流调节器1ACR和2ACR,双触发装置GTF和GTR结构。主电路采用两组晶闸管装置反并联线路,由于没有环流,不用再设立环流电抗器,但是为了保证稳定运营时的电流波形的连续,仍应保存平波电抗器,控制线路采用典型的转速电流双闭环系统,1ACR用来调节正组桥电流,其输出控制正组触发装置GTF;2ACR调节反组桥电流,其输出控制反组触发装置GTR,1ACR的给定信号经反号器AR作为2ACR的给定信号,这样可使电流反馈信号的极性在正反
5、转时都不必改变,从而可采用不反映极性的电流检测器,在逻辑无环流系统中设立的无环流逻辑控制器DLC,这是系统中关键部件。它按照系统的工作状态,指挥系统进行自动切换,或者允许正组触发装置发出触发脉冲而封锁反组,或者允许反组触发装置发出触发脉冲而封锁正组。在任何情况下,决不允许两组晶闸管同时开放,保证主电路没有产生环流的也许。1.2 无环流逻辑装置的组成在无环流控制系统中,反并联的两组整流桥需要根据所规定的电枢电流极性来选择其中一组整流桥运营,而另一组整流桥触发脉冲是被封锁的。两组整流桥的切换是在电动机转矩极性需要反向时由逻辑装置控制进行的。其切换顺序可归纳如下:由于转速给定变化或负载变动,使电动机
6、应产生的转矩极性反向。由转速调节器输出反映这一转矩的极性,并由逻辑装置对该极性进行判断,然后发出切换开始的指令。使导通侧的整流桥(例如正组桥)的电流迅速减小到零。由零电流检测器得到零电流信号后,经延时,确认电流实际值为零,封锁原导通侧整流桥的触发脉冲。由零电流检测器得到零电流信号后,经延时,保证原导通侧整流桥晶闸管完全阻断后,开放待工作侧整流桥(例如反组桥)的触发脉冲。电枢内流过与切换前反方向的电流,完毕切换过程。根据逻辑装置要完毕的任务,它由电平检测、逻辑判断、延时电路和联锁保护电路四个基本环节组成,逻辑装置的功能和输入输出信号如图1.3所示。 图1.3 无环流逻辑控制环节DLC其输入为电流
7、给定或转矩极性鉴别信号和零电流检测信号,输出是控制正组晶闸管触发脉冲封锁信号和反组晶闸管触发脉冲封锁信号。1.3 无环流逻辑装置的设计 电平检测器逻辑装置的输入有两个:一是反映转矩极性信号的转速调节器输出,二是来自电流检测装置反映零电流信号的,他们都是连续变化的模拟量,而逻辑运算电路需要高、低电位两个状态的数字量。电平检测器的任务就是将模拟量转换成数字量,也就是转换成“0”状态(将输入转换成近似为输出)或“1”状态(将输入转换成近似为输出)。采用射极偶合触发器作电平检测器。为了提高信号转换的灵敏度,前面还加了一级差动放大和一级射极跟随器。其原理图见图1.4。图1.4 电平检测器原理图电平检测器
8、的输入输出特性如图5所示,具有回环特性。由于转速调节器的输出和电流检测装置输出都具有交流分量,除入口有滤波外,电平检测需要具有一定宽度的回环特性,以防止由于交流分量使逻辑装置误动作,本系统电平检测回环特性的动作电压,释放电压。调整回环的宽度可通过改变射极偶合触发器的集电极电阻实现。 图1.5 电平检测器输入输出特性转矩极性鉴别器的输入信号为转速调节器的输出,其输出为。电机正转时为负,为低电位(“0”态),反转时为正,为高电位(“1”态)。零电流检测器的输入信号为电流检测装置的零电流信号,其输出为。有电流时为正,为高电位(“1”态),无电流时为0,为低电位(“0”态)。逻辑运算电路的输入是转速极
9、性鉴别器的输出和零电流检测器输出。系统在各种运营状态时,和有不同的极性状态(“0”态或“1”态),根据运营状态的规定通过逻辑运算电路切换其输出去封锁脉冲信号的状态(“0”态或“1”态),由于采用的是锗管触发器,当封锁信号为正电位(“1”态)时脉冲被封锁,低电位(“0”态)时脉冲开放。运用逻辑代数的数学工具,可以设计出具有一定功能的逻辑运算电路。设正转时为负,为“0”;反转时为正,为“1”;有电流时为正,为“1”;无电流时为负,为“0”。代表正组脉冲封锁信号,为“1”时脉冲封锁,为“0”时脉冲开放。代表反组脉冲封锁信号,为“1”时脉冲封锁,为“0”时脉冲开放。、表达“1”,、表达“0”。按系统运
10、营状态,可列出各量规定的状态,如表1.1所示,并根据封锁条件列出逻辑代数式。表1.1 逻辑判断电路各量规定的状态运 行 状 态 正向起动,I=00001 正向运营,I有0101 正向制动,I有1101 正向制动,I=01010 反向起动,I=01010 反向运营,I有1110 反向制动,I有0110 反向制动,I00001 根据正组封锁条件: (1-1)根据反组封锁条件: (1-2)逻辑运算电路采用分立元件,用或非门电路较简朴,故将上述(1-1)式和(1-2)式最小化,最后化成或非门的形式。 (1-3) (1-4)根据(1-3)、(1-4)式可画得逻辑运算电路,如图1.6所示,它由四个或非门电
11、路组成。依靠它来保证两组整流桥的互锁,并自动实现零电流时互相切换。现举例说明其切换过程,例如,整流装置本来正组工作,这时逻辑电路各点状态如图1.6中“1”、“0”所示。图1.6 逻辑运算电路图1.7 或非门电路现在规定整流装置从正组切换到反组,一方面是转矩极性信号改变极性,由“0”变到“1”,在正组电流未衰减到0以前,逻辑电路的输出仍维持原状(为“0”,正组开放。为“1”,反组封锁)。只有当正组电流衰减到零,零电流检测器的状态改变后,逻辑电路输出才改变状态,实现零电流切换,这是逻辑电路各点状态如图1.6所示。或非门电路如图1.7所示。延时电路 前面的逻辑运算电路保证零电流切换,但仅仅采用零电流
12、切换是不够的。由于零电流检测装置的灵敏度总是有限的,零电流检测装置变成“0”态的瞬间,不一定本来开放组的晶闸管已经断流。因此必须在切换过程中设立两段延时即封锁延时和开放延时,避免由于正反组整流装置同时导通而导致短路。根据这个规定,逻辑装置在逻辑电路后面接有延时电路。图1.8 延时电路延时电路如图1.8所示,其工作原理如下:当延时电路输入为“0”时,输出亦为“0”态(截止、导通),相应的整流桥脉冲开放。当输入由“0”变为“1”时,电容C经充电,经一定延时后,导通,截止,即输出由“0”延时变“1”。相应的整流桥脉冲延时封锁。其延时时间由决定,这里整定为。当输入出“1”变“0”时,电容C的电荷要通过
13、和基射极回路放电,经一定延时后,截止,导通,即输出由“1”延时变“0”。相应的整流桥脉冲延时开放。其延时时间由参数决定,这里整定为,这样就满足了“延时封锁”、“延时开放”的规定。 逻辑保护 逻辑电路正常工作时,两个输出端总是一个高电位,一个低电位,保证任何时候两组整流一组导通,另一组则封锁。但是当逻辑电路自身发生故障,一旦两个输出端均出现低电位时,两组整流装置就会同时导通而导致短路事故。为了避免这种事故,设计有逻辑保护环节,如图1.9所示。逻辑保护环节截取了逻辑运算电路经延时电路后的两个输入信号作为一个或非门的输入信号。当正常工作时,两个输入信号总是一个是高电位,另一个是低电位。或非门输出总是
14、低电位,它不影响脉冲封锁信号的正常输出,但一旦两个输入信号均为低电位时,它输出一个高电位,同时加到两个触发器上,将正反两组整流装置的触发脉冲所有封锁了,使系统停止工作,起到可靠的保护作用。图1.9逻辑保护装置结构图由电平检测、逻辑运算电路、延时电路、逻辑保护四部分就构成了无环流逻辑装置。其结构如图1.10所示。 图1.10 无环流逻辑装置结构图第二章 系统主电路设计2.1 主电路原理及说明逻辑无环流可逆直流调速系统的主电路如下图所示:图2.1 逻辑无环流可逆直流调速系统主电路两组桥在任何时刻只有一组投入工作(另一组关断),所以在两组桥之间就不会存在环流。但当两组桥之间需要切换时,不能简朴的把本
15、来工作着的一组桥的触发脉冲立即封锁,而同时把本来封锁着的一组桥立即开通,由于已经导通的晶闸管并不能在触发脉冲取消的一瞬间立即被关断,必须待晶闸管承受反压时才干关断。假如对两组桥的触发脉冲的封锁和开放同时进行,原先导通的那组桥不能立即关断,而原先封锁着的那组桥已经开通,出现两组桥同时导通的情况,因没有环流电抗器,将会产生很大的短路电流,把晶闸管烧毁。为此一方面应是已导通的的晶闸管断流,要妥当解决主回路中的电感储存的一部分能量回馈给电网,其余部分消耗在电机上,直到储存的能量释放完,主回路电流变为零,使原晶闸管恢复阻断能力,随后再开通本来封锁着的那组桥的晶闸管,使其触发导通。2.2 主电路参数设计U
16、d=2.34U2cos Ud=UN=220V, 取=0 U2= 晶闸管参数计算:对于三相桥式整流电路,晶闸管电流的有效值为:则晶闸管的额定电流为:取1.52倍的安全裕量,:由于电流连续,因此晶闸管最大正反向峰值电压均为变压器二次线电压峰值,即:取23倍的安全裕量,2.3 保护电路设计在主电路变压器二次侧并联电阻和电容构成交流侧瞬态过电压保护及滤波,晶闸管并联电阻和电容构成关断缓冲。过电流保护可以通过电流互感器检测输入电流的变化,与给定值进行比较,当达成设定值时发出过流信号到逻辑控制器,再由逻辑控制器来封锁触发脉冲,实现过流保护。过流保护电路如下图所示。图2.2 过流保护电路过压保护是在直流电动
17、机的电枢两端并上电压取样电阻,当电压值超过设定值时,发出过电压信号,通过电平转换后送到逻辑控制器,由逻辑控制器封锁触发脉冲。第三章 逻辑控制器的设计无环流逻辑控制器的任务是在正组晶闸管工作时,则封锁反组晶闸管,在反组晶闸管工作时,则封锁正组晶闸管。采用数字逻辑电路,使其输出信号以0 和1 的数字信号形式来执行封锁与开放的作用,为了保证正反组不会同时开放,应使两者不能同时为1。系统在反转和正转制动时应当开放反组晶闸管,封锁正组晶闸管,在这两种情况下都要开放反组,封锁正组。从电动机来看反转和正转制动的共同特性是使电动机产生负的转矩。上述特性可以由ASR 输出的电流给定信号来体现。DLC 应当先鉴别
18、电流给定信号的极性,将其作为逻辑控制环节的一个给定信号。仅用电流给定信号去控制DLC 还是不够,由于其极性的变化只是逻辑切换的必要条件。只有在实际电流降到零时,才干发出正反组切换的指令。因此,只有电流转矩极性和零电流检测信号这两个前提同时具有时,并通过必要的逻辑判断,才可以让DLC 发出切换指令。逻辑切换指令发出后还不能立即执行,需通过封锁时时间Tdb1才干封锁原导通组脉冲;再通过开放延时时间Tdt后才干开放另一组脉冲。通常Tdb1=3ms,Tdt=7ms。在逻辑控制环节的两个输出信号之间必须有互相连锁的保护,决不允许出现两组脉冲同时开放的状态。逻辑控制器装置由PLC来实现,转矩极性鉴别信号U
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 逻辑 环流 可逆 直流 调速 系统 设计 研究 电路设计
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【快乐****生活】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【快乐****生活】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。