第4章 可逆调速系统Liu1
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第一章可逆调速系统理论1.1可逆运行及可逆电路电动机可逆运行的本质是电磁转矩可逆,所以实现可逆运行的关键是使电动机的电磁转矩改变方向。
由电动机的工作原理可知,直流电动机的电磁转矩T e=K mΦI a转矩方向有磁场方向和电枢电压的极性共同决定。
磁场方向不变,通过改变电枢电压极性实现可逆运行的系统,叫电枢可逆调速系统;电枢电压极性不变,通过改变励磁电流方向,实现可逆运行的系统,叫磁场可逆调速系统。
与此相对应,晶闸管——电动机系统的可逆调速就有两种方式,即电枢反接可逆电路和励磁反接可逆电路。
1.1.1电枢反接可逆线路采用两组晶闸管装置供电的可逆线路如图1-1所示。
图1-1两组晶闸管分别有两套触发器控制,当正组晶闸管装置VF向电动机供电时,提供正电枢电流I d,电动机正转;当反组晶闸管装置VR向电动机供电时提供反向电枢电流—I d,电动机反转。
两组晶闸管装置供电的可逆线路在连接上又有两种形式:反并联和交叉连接,如图1-2所示。
两者的差别在于反并联线路中的两组晶闸管由同一个交流电源供电,且要有四个限制环流的电抗器,而交叉连接线路由两个独立的交流电源供电。
只要两个限制环流的电抗器。
这里所说的两个独立的交流电源可以是两台整流变压器,也可以是一台整流变压器的两个二次绕组。
由两组晶闸管组成的电枢可逆线路,具有切换速度快、控制灵活等优点,在要求频繁、快速正反转的可逆系统中得到广泛应用,是可逆系统的主要型式。
(a)(b)图1-21.1.2励磁反接可逆线路要使直流电动机反转,除了改变电枢电压极性外,改变励磁电流方向也能使直流电动机反转。
因此又有励磁反接可逆线路,如图1-3所示。
这时电动机电枢只要用一组晶闸管装置供电并调速,如图1-3(a)所示,而励磁绕组则由另外的两组晶闸管装置反并联供电,想电枢反接可逆线路一样,可采用反并联或交叉连接中的任意一种方案来改变其励磁电流的方向。
(a)(b)由于励磁功率只占电动机额定功率的1%~5%,显然励磁反接所需的晶闸管容量装置容量要比电枢反接可逆装置小的多,只要在电枢回路中用一组大容量的装置就够了,这对于大容量的调速系统,励磁反接的方案投资较少。
摘要本次课程设计直流电机可逆调速系统利用的是双闭环调速系统,因其具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点,所以在电气传动系统中得到了广泛的应用。
直流双闭环调速系统中设置了两个调节器, 即转速调节器(ASR)和电流调节器(ACR), 分别调节转速和电流。
本文对直流双闭环调速系统的设计进行了分析,对直流双闭环调速系统的原理进行了一些说明,介绍了其主电路、检测电路的设计,介绍了电流调节器和转速调节器的设计以及系统中一些参数的计算。
关键词:双闭环,可逆调速,参数计算,调速器。
目录1. 设计概述 01.1 设计意义及要求 01.2 方案分析 01.2.1 可逆调速方案 01.2.2 控制方案的选择 (1)2.系统组成及原理 (3)3.1设计主电路图 (6)3.2系统主电路设计 (7)3.3 保护电路设计 (7)3.3.1 过电压保护设计 (7)3.3.2 过电流保护设计 (8)3.4 转速、电流调节器的设计 (8)3.4.1电流调节器 (9)3.4.2 转速调节器 (9)3.5 检测电路设计 (10)3.5.1 电流检测电路 (10)3.5.2 转速检测电路 (10)3.6 触发电路设计 (11)4. 主要参数计算 (13)4.1 变压器参数计算 (13)4.2 电抗器参数计算 (13)4.3 晶闸管参数 (13)5设计心得 (14)6参考文献 (15)直流电动机可逆调速系统设计1.设计概述1.1设计意义及要求直流电动机具有良好的起、制动性能,宜于在大范围内实现平滑调速,在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。
从控制的角度来看,直流拖动控制系统又是交流拖动控制系统的基础,所以应该首先掌握直流拖动控制系统。
本次设计最终的要求是能够是电机工作在电动和制动状态,并且能够对电机进行调速,通过一定的设计,对整个电路的各个器件参数进行一定的计算,由此得到各个器件的性质特性。
1.2 方案分析1.2.1 可逆调速方案使电机能够四象限运行的方法有很多,可以改变直流电机电枢两端电压的方向,可以改变直流电机励磁电流的方向等等,即电枢电压反接法和电枢励磁反接法。
逻辑无环流可逆直流调速系统一、原理图逻辑无环流系统的主电路由二组反并联的三相全控整流桥组成,由于没有环流,两组可控整流桥之间可省去限制环流的均衡电抗器,电枢回路仅串接一个平波电抗器。
控制系统主要由速度调节器ASR,电流调节器ACR,反号器AR,转矩极性鉴别器DPT,零电流检测器DPZ,无环流逻辑控制器DLC,触发器,电流变换器FBC,速度变换器FBS等组成。
其系统原理图如图1-9所示。
正向起动时,给定电压Ug为正电压,无环流逻辑控制器的输出端Ubif为1态,即正桥触发脉冲开通,反桥触发脉冲封锁,主回路正组可控整流桥工作,电机正向运转。
减小给定时,Ug<Ufn,使Ugi反向,整流装置进入本桥逆变状态,而Ubif,Ubir不变,当主回路电流减小并过零后,Ubif,Ubir输出状态转换,Ubif为“1”态,Ubir为“0”,即进入它桥制动状态,使电机降速至设定的转速后再切换成正向运行;当Ug=0时,则电机停转。
反向运行时,Ubir为1态,Ubif为0态,主电路反组可控整流桥工怍。
无环流逻辑控制器的输出取决于电机的运行状态,正向运转,正转制动本桥逆变及反转制动它桥逆变状态,Ubif为0态,Ubir为1态,保证了正桥工作,反桥封锁;反向运转,反转制动本桥逆变,正转制动它桥逆变阶段,则Ubir为1态,Ubir为0态,正桥被封锁,反桥触发工作。
由于逻辑控制器的作用,在逻辑无环流可逆系统中保证了任何情况下两整流桥不会同时触发.一组触发工作时,另一组被封锁,因此系统工作过程中既无直流环流也无脉冲环流。
二、接线图1、按图接线,未上主电源之前,检查晶闸管的脉冲是否正常。
(1)用示波器观察双脉冲观察孔,应有间隔均匀,幅度相同的双脉冲(2)检查相序,用示波器观察“1”,“2”脉冲观察孔,“1”脉冲超前“2”脉冲600,则相序正确,否则,应调整输入电源。
(3)将控制一组桥触发脉冲通断的六个直键开关弹出,用示波器观察每只晶闸管的控制极,阴极,应有幅度为1V—2V的脉冲。
目录摘要 (2)一.逻辑无环流可逆直流调速系统工作原理 (2)二.无环流逻辑装置的组成 (4)三.无环流逻辑装置的设计 (5)四.逻辑无环流可逆调速控制系统各种运行状态 (10)五.系统参数计算及测定 (13)六、参考文献 (16)摘要: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:无环流;可逆直流调速系统;逻辑控制器一.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 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。
1、不属于电力拖动自动控制系统构成单元的是()。
CA、电动机B、功率放大与变换装置C、柴油机D、传感器2、电动机转速与转角控制的根本是()控制,但同时也需要做好()控制。
BA、磁链、转矩B、转矩、磁链C、手动、自动D、自动、手动3、直流电力拖动控制系统和交流电力拖动控制系统比较,()流电力拖动控制系统的数学模型简单;()流电力拖动控制系统调节器的设计简单。
CA、直、交B、交、直C、直、直D、交、交4、船舶电力推进是通过()拖动螺旋桨的系统。
DA、柴油机B、汽轮机C、燃气轮机D、电动机5、()电动机的转速与电源频率保持严格对应关系,机械特性硬。
CA、直流B、异步C、同步D、永磁6、典型机械负载中,起重机提升重物属于()负载。
BA、反抗性恒转矩B、位能性恒转矩负载C、通风机类D、恒功率负载7、典型机械负载中,船舶螺旋桨属于()负载。
CA、反抗性恒转矩B、位能性恒转矩负载C、通风机类D、恒功率负载8、根据转速-转矩四象限,电动机在第四象限为()状态。
DA、正向电动B、反向电动C、正向制动D、反向制动9、转速-转矩四象限中的第三象限,电动机电磁转矩与转速方向相(),为()性质。
AA、同、驱动B、反、驱动C、同、制动D、反、制动10、根据运动方程式,转速变化是因为()。
DA、电磁转矩为驱动转矩B、电磁转矩为制动转矩C、电磁转矩等于阻转矩D、电磁转矩不等于阻转矩11、吊车电动机提升下放重物时,电动机所承担的机械负载属于典型机械负载中的()负载。
BA、反抗性恒转矩B、位能性恒转矩C、通风机类D、恒功率负载第二章转速反馈控制的直流调速系统转速反馈控制的直流调速系统测验1、直流调速系统要求一定范围内无级平滑调速,以()调速方式为最好。
BA、电枢回路串电阻B、降低电枢电压C、降低励磁电压D、励磁回路串电阻2、V-M直流调速系统中采用了平波电抗器来抑制电流脉动,改善()问题。
AA、轻载时电流断续B、低速时的高次谐波C、堵转时电流过大D、功率因数3、在V-M系统主电路的等效电路图中,不属于整流装置电阻的是()。