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闽南理工学院电力拖动自动控制系统课程设计报告(2012—2013学年第一学期)题目逻辑控制的无环流可逆调速系统系别专业班级学号姓名指导教师完成时间评定成绩目录闽南理工学院第一章无环流设计目的.................................................................................................................11.1问题提出.............................................................................................................................11.1.1有环流的优缺点......................................................................................................11.2.1无环流的优缺点......................................................................................................11.2解决问题.............................................................................................................................11.3无环流实现基本方案.........................................................................................................11.4DLC输入信号的选择........................................................................................................2第二章DLC设计............................................................................................................................22.1切换条件.............................................................................................................................22.2DLC切换分析....................................................................................................................32.3框图.....................................................................................................................................52.4DLC具体设计....................................................................................................................62.4.1电平检测器..............................................................................................................62.4.2逻辑运算..................................................................................................................72.4.3延时电路..................................................................................................................92.4.4逻辑保护................................................................................................................10第三章设计总结...........................................................................................................................11第四章参考文献...........................................................................................................................11闽南理工学院1第一章无环流设计目的1.1问题提出1.1.1有环流的优缺点逻辑有环流可逆调速系统的优点:适用于小功率。逻辑有环流可逆调速系统的缺点:因缓流失败而造成事故率较高。1.2.1无环流的优缺点逻辑无环流可逆调速系统的优点是:可省去环流电抗器,没有附加的环流损耗,从而可以节省变压器和晶闸管装置的设备容量。与有环流系统相比,因缓流失败而造成的事故率大为降低,适用于大功率。逻辑无环流可逆调速系统的缺点是:由于延时造成了电流换向死区,影响了系统过渡过程的快速性。普通逻辑无环流系统,在电流换向,待工作组刚开放时,由于整流电压和电动机反电动势相加会造成很大的电流冲击。1.2解决问题切换(无环流)反转无环流切换逻辑控制环流DLC功能设计要求它按照系统的工作转台,指挥正、反组的自动切换。DLC的输出要求:正向运行:VF整流,开放VF,封锁VR;反向制动:VF逆变,开放VF,封锁VR;反向运行:VR整流,开放VR,封锁VF;正向制动:VR逆变,开放VR,封锁VF;因此,DLC的输出有两种状态:VF开放—Ublf=1,VF封锁—Ublf=0;VR开放—Ublr=1,VR封锁—Ublr=0。1.3无环流实现基本方案这种逻辑无环流系统有一个调节器ASR,一个反号器AR,采用双电流调节器1ASR和2ASR,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,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。闽南理工学院2但当两组桥之间需要切换时,不能简单的把原来工作着的一组桥的触发脉冲立即封锁,而同时把原来封锁着的一组桥立即开通,因为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能关断。如果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。为此首先应是已导通的的晶闸管断流,要妥当处理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,随后再开通原来封锁着的那组桥的晶闸管,使其触发导通。图2逻辑无环流可逆调速系统原理图ASR——速度调节器ACR1﹑ACR2——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——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,不用再设置环流电抗器,但是为了保证稳定运行时的电流波形的连续,仍应保留平波电抗器,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iU经反号闽南理工学院2器AR作为2ACR的给定信号iU,这样可使电流反馈信号iU的极性在正﹑反转时都不必改变,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置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,确保主电路没有产生环流的可能。1.4DLC输入信号的选择逻辑控制器DLC有两个输入量:Ui*、Ui。两个输出量Ublf、Ublr.Ui*的极性恰好反映了电机电磁转矩方向的变化。采用Ui*作为逻辑控制环节的一个输入信号,称作“转矩极性鉴别信号”。Ui*极性的变化不是充分条件,只是逻辑切换的必要条件。当正向制动开始时,Ui*极性由负变正,但当实际电流Id方向未变以前,仍需保持Ⅱ组VF开放,以使进行本桥逆变。只有在实际电流降到零后,才能给DLC发出命令,封锁正组,开放反(待逆变)组,使Id得以反向。通过反组进行逆变回馈制动。因此,零电流检测0UiD是DLC切换的另一个输入指令信号。第二章DLC设计2.1切换条件1)切换条件:极性的改变与=0是DLC进行切换的充要条件。2)延时:逻辑切换指令发出后,并不能马上执行,还必须经过两段延时时间,以确保系统的可靠工作,即:封锁延时dblt=2~3ms,以防止本桥逆变颠覆。延时dblt,ido可靠为0,再封锁脉冲。开放延时tdl=5~7ms,因为在封锁触发脉冲后已导通的晶闸管要过一段时间后才能关断,再过一段时间才能恢复阻断能力。否则,可能造成两组晶闸管同时导通,产生环流短路事故。3)“多1”保护:逻辑输出Ublf和Ublr之间必须有相互联锁的保护。即“多1”保护决不允许两组脉冲同时开放闽南理工学院32.2DLC切换分析目前,该系统采用单脉实现控制,DLC用程序实现切换流程,如下:过小的ttdtdbl或会造成两组切换失败。但过大的ttdtdbl和将导致切换时间拖长,增加切换调节死区,影响系统过渡过程的快速性。由上述对DLC要求如下:1)由反映转矩Te方向的电路给定信号Ui*的极性和零电流检测信号Ui0共同发出逻辑切换指令。当Ui*改变极性且Ui0发出零电流信号时,允许封锁原工作组,开放另一组。2)发出切换指令后,必须tdbl才能封锁原导通组脉冲,再经过tdt后,才能开放另一组脉冲。3)无论任何情况下,两组晶闸管绝对不允许同时加触脉冲,当一组工作时,另一组的触发脉冲。Id电流过零发出逻辑切换指令延时tdbl=2~3ms封锁本组脉冲延时tdt=5~7ms开放它组脉冲互锁保护继续开放本组脉冲NONOYESYESUi*极性变化闽南理工学院4(带正反馈运放构成)结构图转矩eT鉴别器DPT有图知闭环:viTcKKKUUK1*2K——运放开环放大倍数100RRRKv,正反馈系数当K一定时,若1vKK,则放大器工作在继电状态,其输入——输出特性会出现回环。其宽度为)(2121ememviiUUKUUU1emU、2emU——正向和负向饱和输出电压1iU——输出由正翻到负所需最小输入电压闽南理工学院52iU——输出由负翻到
本文标题:逻辑控制的无环流可逆调速系统
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