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1、 设计说明书 设 计 题 目 完 成 日 期 年 月 日 专 业 班 级 自动化12本 设 计 者 指 导 教 师 课程设计成绩评定专 业自动化班 级自动化12本姓 名学 号教研室主任指导教师指导教师评语：签字：年 月 日设计成绩：签字：年 月 日目 录前 言.1一、逻辑无环流可逆直流调速系统工作原理.2一主电路及其原理图.2二系统原理图各部件电路结构及原理.3二、无环流逻辑装置的组成 .7三、无环流逻辑装置的设计.8四、逻辑无环流可逆调速控制系统各种运行状态、.11一、正向起动到稳定运转.11二、正向减速过程.11三、正转制动.12四、停车状态.13五、系统参数选择.13一、整流变压器额定参
2、数的计算与选择.13二、晶闸管和整流管的选择及计算.14三、平波电抗器的电感量的选择及计算.14四、闸管的保护装置及其计算.15六、总结.17七、参考文献.18前 言直流电动机具有良好的起制动性能，易于在广泛范围内平滑调速，在需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。直流拖动控制系统在理论上和实践上都比拟成熟，它是交流拖动控制系统的根底，所以首先应该掌握直流系统。从生产机械要求控制的物理量来看，电力拖动自动控制系统有调速系统，位置随动系统，张力控制系统，多电动机同步控制系统等多种类型，而各种系统往往都是通过控制转速来实现的，因而调速系统是最根本的拖动控制系统。在许多生产机械中，常要求电动
3、机既能正反转，又能快速制动，需要四象限运行的特性，此时必须采用可逆调速系统。在可逆调速系统中，电动机最根本的要素就是能改变旋转方向。而要改变电动机的旋转方向，必须改变电动机电磁转矩的方向。改变电动机电磁转矩的方向有两种方法：一种是改变电动机电枢电流的方向，实际是上是改变电动机电枢电压的极性，第二种是改变励磁磁通的方向。与此对应，V-M系统的可逆线路有两种方式，电枢反接线路和励磁反接可逆线路。对于大容量的系统，从生产角度出发，往往采用既没有直流平均环流，又没有脉动环流的无环流可逆系统，无环流可逆系统省去了环流电抗器，没有了附加的环流损耗，节省变压器和晶闸管装置的附加设备容量。和有环流系统相比，因
4、换流失败造成的事故率大为降低。因此， 逻辑无环流可逆调速系统在生产中被广泛运用逻辑无环流可逆直流调速系统省去了环流电抗器，没有了附加的环流损耗，节省变压器和晶闸管装置的附加设备容量。和有环流系统相比，因换流失败造成的事故率大为降低。 关键词：逻辑无环流；可逆直流调速系统；逻辑控制器主回路方案的论述、比拟及选择生产控制过程中，当要为某生产机械制造一台晶闸管整流装置。首先要确定采用什么样的整流电路，只有整流电路的形式确定后，才能根据负载来决定晶闸管、变压器、电抗器、熔断器等元件，才能对触发电路提出移相范围、脉冲等技术要求，才能选择适当的保护元件。为此，我们的首要任务是选择比拟理想的主电路方案。对于
5、晶闸管可控整流电路而言，主要分单相和三相可控整流电路，其中，单相可控整流电路的整流电压脉动大，脉动频率低，而且对三相电网电源而言，仅是其中的一相负载，就影响三相电网的平衡运行，所以我们在设计中就不采用单相整流电路。一般当负载容量较大4KW以上，或者要求直流电压脉动较小、易滤波或要求快速控制时，应考虑采用三相可控整流电路，这是因为三相整流装置三相是平衡的，输出的直流电压和电流脉动小，对电网影响小以及控制滞后时间短的缘故。三相整流的类型有很多，例如：三相半波、三相全控桥式、三相半控桥式整流电路等。此次设计采用的是在工业上广泛应用的三相桥式反并联整流电路。三相桥式全控整流电路的实质是三相半波共阴极与
6、共阳极组的串联。一、逻辑无环流可逆直流调速系统工作原理一主电路及其原理图 逻辑无环流可逆直流调速系统主电路如图 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
7、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局部能量回馈给电网，其余局部消耗在电机上，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。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
8、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,这样可使电流反应信号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。ASR速度调节器 TA交流互感器ACR1ACR2正反组电流调节器 TG测速发电机GTF、GTR正反组整流装置 M工作台电动机VF、VR正反组整流桥 AR反号器 ASRDLC-
9、1TAVRVFGTR2ACRMTGGTF1ACR+U*nUn-UiU*iUcfUblfUblrUcrU*i+UiU*iUi0LdAR-+DLC无环流逻辑控制器图2 逻辑无环流可逆调速系统原理框图二系统原理图各部件电路结构及原理1、给定给定的原理图如图1所示。电压给定由两个电位器RP1、RP2及两个钮子开关S1、S2组成。S1为正、负极性切换开关，输出的正、负电压的大小分别由RP1、RP2来调节，其输出电压范围为0士l5V，S2为输出控制开关，打到“运行侧，允许电压输出，打到“停止侧，那么输出为零。按以下步骤拨动S1、S2，可获得以下信号：(1)将S2打到“运行侧，S1打到“正给定侧，调节RP1
10、使给定输出一定的正电压，拨动S2到“停止侧，此时可获得从正电压突跳到0V的阶跃信号，再拨动S2到“运行侧，此时可获得从0V突跳到正电压的阶跃信号。(2)将S2打到“运行侧，S1打到“负给定侧，调节RP2使给定输出一定的负电压，拨动S2到“停止侧，此时可获得从负电压突跳到0V的阶跃信号，再拨动S2到“运行侧，此时可获得从0V突跳到负电压的阶跃信号。图1电压给定原理图(3)将S2打到“运行侧，拨动S1，分别调节RP1和RP2使输出一定的正负电压，当S1从“正给定侧打到“负给定侧，得到从正电压到负电压的跳变。当S1从“负给定侧打到“正给定侧，得到从负电压到正电压的跳变。元件RP1、RP2、S1及S2
11、均安装在挂件的面板上，方便操作。此外由一只3位半的直流数字电压表指示输出电压值。要注意的是不允许长时间将输出端接地，特别是输出电压比拟高的时候，可能会将RP1、RP2损坏。2、转速变换转速变换用于有转速反应的调速系统中，它将反映转速变化并与转速成正比的电压信号变换成适用于控制单元的电压信号。图2为其原理图：图2 速度变换使用时，将DD03-2(或DD03-3)导轨上的电压输出端接至转速变换的输入端“1和“2。输入电压经R1和RP1分压，调节电位器RP1可改变转速反应系数。3、速度调节器速度调节器的功能是对给定和反应两个输入量进行加法、减法、比例、积分和微分等运算，使其输出按某一规律变化。速度调节器由运算放大器、输入与反应环节及二极管限幅环节组成。其原理见图3。在图3中“1、2、3端为信号输入端，二极管VD1和VD2起运放输入限幅，保
