逻辑无环流可逆直流调速系统设计与研究
逻辑无环流可逆调速系统
DLC输入信号的确定 输入信号的确定
只有在实际电流过零时，才开始反向， 只有在实际电流过零时，才开始反向， 因此，需要检测零电流信号作为DLC的另 因此，需要检测零电流信号作为 的另 一个输入信号
系统进行逻辑切换的充分必要条件
逻辑切换的必要条件： 逻辑切换的必要条件： 电流给定信号Ui* (称之为转矩或电流 电流给定信号 称之为转矩或电流 极性鉴别信号) 改变极性。 极性鉴别信号 改变极性。 逻辑切换的充分条件： 逻辑切换的充分条件： 零电流检测信号Ui0过零 过零 零电流检测信号
DLC的内部逻辑要求 的内部逻辑要求
对输入信号进行转换， 对输入信号进行转换，将模拟量转换为 开关量。 开关量。 根据输入信号，做出正确的逻辑判断。 根据输入信号，做出正确的逻辑判断。 为保证两组晶闸管装置可靠切换， 为保证两组晶闸管装置可靠切换，需要 有两个延时时间： 有两个延时时间：
DLC的内部逻辑要求 的内部逻辑要求
DLC的内部逻辑要求 的内部逻辑要求
开放延时 tdt ：从封锁原工作脉冲到开放另一组脉 冲之间的等待时间。对于三相桥式电路来说， 冲之间的等待时间。对于三相桥式电路来说，开 放延时的时间常取5-7毫秒 毫秒， 放延时的时间常取 毫秒，一般应大于一个波 头的时间。 头的时间。
作用：以确保被关断的晶闸管已恢复阻断能力， 作用：以确保被关断的晶闸管已恢复阻断能力， 避免环流短路。 避免环流短路。
可逆系统对DLC的要求 的要求 可逆系统对
DLC的主要任务是：当正组晶闸管VF工作 时，封锁反组触发器脉冲，当反组晶闸管 VR工作时，封锁正组触发脉冲
DLC输入信号的确定 输入信号的确定
能否用Un*作为 的输入信号？ 能否用 作为DLC的输入信号？ 的输入信号
逻辑无环流可逆直流调速系统设计
逻辑无环流可逆直流调速系统设计逻辑无环流可逆直流调速系统由电机、电源、控制器和传感器等组成。
电机是系统的核心部件，用于转换电能为机械能，根据外界要求来调节转速。
电源为系统提供所需的电能，控制器则实现对电机转速的控制，传感器用于监测电机的运行状态。
在系统设计中，需要考虑以下几个关键点：1.电机选择：根据实际需求选择合适的电机，根据负载特性、转速要求、功率等因素来确定电机的型号和参数。
2.控制策略选择：根据系统要求来选择合适的控制策略，可采用PID控制、模糊控制或者最优控制等方法，以实现对电机转速的高效控制。
3.传感器选择：根据需要监测的参数选择合适的传感器，例如转速传感器、电流传感器、温度传感器等，以实时获取电机的运行状态。
4.控制算法设计：根据选定的控制策略和传感器数据，设计相应的控制算法，以实现对电机转速的调节。
5.电路设计：根据控制算法设计相应的电路，包括功率放大电路、比较器电路、反馈电路等，以实现控制器对电机的控制。
6.程序设计：根据控制算法和电路设计编写相应的程序代码，实现控制器对电机的精确控制。
在整个系统设计过程中，需要进行大量的实验和仿真验证，以确保设计的可行性和稳定性。
同时还需要进行各个模块的参数调整和优化，以使整个系统达到最佳的控制效果。
此外，还需要考虑系统的可靠性和安全性，例如对系统进行过载保护、过热保护等设计，以确保系统运行的安全可靠。
总之，逻辑无环流可逆直流调速系统设计需要综合考虑电机的选择、控制策略的选择、传感器的选择、控制算法的设计、电路设计、程序设计等多个因素，并进行实验和仿真验证，以实现对电机转速的精确控制。
通过合理的设计和调试，可以使系统达到高效、精确的调节性能和快速的响应速度。
逻辑无环流可逆直流调速系统
综合性实践报告
实践项目名称逻辑无环流可逆直流调速系统实践日期2008.3.19—2008.3.24
班级电气05-10班
学号
姓名
成绩
气工程实践与实践中心
实践报告说明
1．实践项目名称：要用最简练的语言反映实践的内容。
要求与实践指导书中相一致。
2．实践类型：一般需说明是验证型实践还是设计型实践，是创新型实践还是综合型实践。
3．实践目的与要求：目的要明确，要抓住重点，符合实践指导书中的要求。
4．实践原理：简要说明本实践项目所涉及的理论知识。
5．实践环境：实践用的软硬件环境（配置）。
6．实践方案设计（思路、步骤和方法等）：这是实践报告极其重要的内容。
概括整个实践过程。
对于操作型实践，要写明依据何种原理、操作方法进行实践，要写明需要经过哪几个步骤来实现其操作。
对于设计型和综合型实践，在上述内容基础上还应该画出流程图、设计思路和设计方法，再配以相应的文字说明。
对于创新型实践，还应注明其创新点、特色。
7．实践过程（实践中涉及的记录、数据、分析）：写明具体上述实践方案的具体实施，包括实践过程中的记录、数据和相应的分析。
8．结论（结果）：即根据实践过程中所见到的现象和测得的数据，做出结论。
9．小结：对本次实践的心得体会、思考和建议。
10．指导教师评语及成绩：指导教师依据学生的实际报告内容，用简练语言给出本次实践报告的评价和价值。
注意：
实践报告将记入实践成绩；
每次实践开始时，交上一次的实践报告，否则将扣除此次实践成绩。
直流调速系统实验指导书
直流调速系统实验指导书江西理工大学应用科学学院机电工程系2007年10月目录实验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定 (1)实验二晶闸管直流调速系统主要单元调试 (6)实验三不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究 (9)实验四双闭环晶闸管不可逆直流调速系统 (13)实验五逻辑无环流可逆直流调速系统 (18)实验六双闭环可逆直流脉宽调速系统 (22)实验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定一．实验目的1．了解电力电子及电气传动教学实验台的结构及布线情况。
2．熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。
3．掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。
二．实验内容1．测定晶闸管直流调速系统主电路电阻R2．测定晶闸管直流调速系统主电路电感L3．测定直流电动机的飞轮惯量GD24．测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数T d5．测定直流电动机电势常数C e和转矩常数C M6．测定晶闸管直流调速系统机电时间常数T M三．实验系统组成和工作原理晶闸管直流调速系统由三相调压器，晶闸管整流调速装置，平波电抗器，电动机——发电机组等组成。
本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，控制回路可直接由给定电压Ug作为触发器的移相控制电压，改变U g的大小即可改变控制角，从而获得可调的直流电压和转速，以满足实验要求。
四．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏。
2．NMCL—33组件3．NMEL—03组件4．电机导轨及测速发电机（或光电编码器）5．直流电动机M036．双踪示波器7．万用表五．注意事项1．由于实验时装置处于开环状态，电流和电压可能有波动，可取平均读数。
2．为防止电枢过大电流冲击，每次增加U g须缓慢，且每次起动电动机前给定电位器应调回零位，以防过流。
3．电机堵转时，大电流测量的时间要短，以防电机过热。
六．实验方法1．电枢回路电阻R的测定电枢回路的总电阻R包括电机的电枢电阻R a，平波电抗器的直流电阻R L和整流装置的内阻R n，即R=R a+R L+R n为测出晶闸管整流装置的电源内阻，可采用伏安比较法来测定电阻，其实验线路如图1-1所示。
电力电子技术实验实验三十二 逻辑无环流可逆调速系统
的位置，在逻辑无环流调速系统中电平检测器的环宽一般要求在 0.2～0.3V，零电流检测器的偏置电压一般为0.3～0.4V。 5、无环流逻辑控制环节逻辑关系检测
将转矩极性鉴别和零电流检测的输出信号UM和UI分别接到与非 门的输入端，将给定器FGS的两个给定电压作为转矩极性鉴别和
32-1 逻辑选触无环流可逆直流调速系统实验电路
图32-2 给定与速度反馈单元板FGS原理图
图32-3 电流反馈器TVC单元板原理图
图32-4 逻辑控制器DLC的原理框图
图32-4 逻辑控制器DLC的真值表 图32-5 电流调节器ACR单元板原理图
图32-6 速度调节器ASR单元板原理图
零电流检测的输入信号，改变极性鉴别器的输出电平状态，用指 示灯检查逻辑控环节的逻辑状态是否符合真值表要求。
6、逻辑选触无环流可逆调速系统综合试验 逻辑选触无环流可逆调速系统综合试验的步骤如下: (1)按实验3调试中所取得的ACR、ASR的参数、限幅值和电流、
转速反馈的极性及系数整定各调节单元，系统按逻辑无环流可逆 线路，然后分别加正向或反向给定电压，确保正反向运行正常。
(2)利用给定器FGS上的切换开关反复切换给定电压的极性，用 长余辉示波器检查正反向பைடு நூலகம்换运行过程是否正常，观察DLC的信 号指示情况。
(3)用示波器拍摄以下运行状态时Ugn、Id、n的动态波形。 1)给定值Ugn阶跃变化，正向起动→反向起动→反向切换到正向 →正向切换到反向→反向停车。 2)电机稳定运行到额定转速，然后固定给定值Ugn不变，突加和 突减负载实验(由20%~ 100%Ied)。 *(4)改变ASR的比例放大倍数或积分时间常数，研究调节器参数 对系统动态性能的影响趋势。
《电力拖动自动控制系统》实验指导书(自编)-(2)
《电力拖动自动控制系统》实验指导书(自编)-(2)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1《电力拖动自动控制系统》实验指导书昆明理工大学信自学院自动化系2005年9月目录实验须知----------------------------------------------------------------------2实验一系统调试-----------------------------------------------------------3实验二参数测试-----------------------------------------------------------9实验三双闭环系统的静特性研究-------------------------12实验四双闭环调速系统动特性研究----------------------------------15实验五逻辑无环流可逆调速系统的研究----------------------------17实验六错位选触无环流可逆系统-------------------------------------22实验七双闭环三相异步电动机调压调速系统----------------------26实验八双闭环三相绕线型异步电动机串级调速系统-------------29附录1双闭环不可逆直流调速系统主电路和控制电路连线图--32附录2逻辑无环流直流可逆调速系统主电路和控制电路连线图--33实验须知实验课是教学中的重要环节之一，通过实验，是理论联系实际，加深理解和巩固所学的有关理论知识，培养、锻炼和提高对实际系统的调试和分析、解决问题的能力，同时通过实验也培养严谨的科学态度和良好的作风，以达到工程技术人员应有的本领，因此要求每个学生不必须认真对待实验课，要求作到：一：实验前预习，要求：1、了解所有实验系统的工作原理2、明确实验目的，各项实验内容、步骤和做法3、拟定实验操作步骤，画出实验记录表格。
3-5 无环流可逆调速系统及其控制方法
3-5 无环流可逆调速系统及其控制方法本节提要□ 逻辑控制的无环流可逆系统当工艺过程对系统正反转的平滑过渡特性要求不很高时，特别是对于大容量的系统，常采用无环流控制可逆系统。
无环流控制可逆系统：既没有直流平均环流又没有瞬时脉动环流。
1. 无环流可逆系统分类按照实现无环流控制原理的不同，无环流可逆系统又有大类：逻辑控制无环流系统；错位控制无环流系统。
一、逻辑控制的无环流可逆系统逻辑控制的无环流可逆系统是应用最广泛的可逆系统。
本节将着重讨论逻辑控制的无环流可逆系统的系统结构、控制原理和电路设计。
（一）系统组成和工作原理1. 系统的组成逻辑控制的无环流可逆调速系统（以下简称“逻辑无环流系统”）的原理框图示于下图：◎ 系统结构的特点·主电路① 采用VF、VR反并联线路；② 由于没有环流，不用设置环流电抗器；③ 仍保留平波电抗器 L d ，以保证稳定运行时电流波形连续；·控制系统① 采用转速、电流双闭环方案；② 电流环分设两个电流调节器，1ACR用来控制正组触发装置GTF，2ACR控制反组触发装置GTR；③ 1ACR 的给定信号经反号器 AR 作为2ACR的给定信号，因此电流反馈信号的极性不需要变化，可以采用不反映极性的电流检测方法。
④ 为了保证不出现环流，设置了无环逻辑控制环节DLC，这是系统中的关键环节。
它按照系统的工作状态，指挥系统进行正、反组的自动切换，其输出信号 Ublf 用来控制正组触发脉冲的封锁或开放，Ublr 用来控制反组触发脉冲的封锁或开放。
（二）可逆系统对无环流逻辑控制器的要求◎逻辑装置的任务是：在正组可控硅 VF工作时封锁反组脉冲，在反组可控硅 VF工作时封锁正组脉冲。
二者必居其一，决不允许两组同时开放，从而保证主电路没有产生环流的可能。
1. DLC的输入要求分析V-M系统四象限运行的特性，有如下共同特征：正向运行和反向制动时，电动机转矩方向为正，即电流为正；反向运行和正向制动时，电动机转矩方向为负，即电流为负。
逻辑无环流可逆直流调速系统
摘要许多生产机械要求电动机既能正转，又能反转，而且常常还需要快速的启动和制动，这就需要电力拖动系统具有四象限运行的特性，也就是需要可逆的调速系统。
采用两组晶闸管反并联的可逆调速系统解决了电动机的正、反转运行和回馈制动问题，但是，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称做环流。
有环流可逆系统虽然具有反向快、过渡平滑等优点，但设置几个环流电抗器终究是个累赘。
因此，当工艺过程对系统过度特性的平滑性要求不高时，特别是对于大容量的系统，常采用既没有直流平均环流又没有瞬时脉动环流的无环流可逆系统。
本文介绍了逻辑无环流可逆直流调速系统的基本原理及其构成，并对其控制电路进行了计算和设计。
运用了一种基于Matlab的Simulink和Power System 工具箱、面向系统电气原理结构图的仿真新方法，实现了转速电流双闭环逻辑无环流直流可逆调速系统的建模与仿真。
关键词: 直流电机；环流；逻辑无环流可逆调速；Matlab仿真目录第一章绪论 (1)1.课题研究的目的与意义 (1)第二章MATLAB的基本知识 (2)2.1 MATLAB软件介绍 (2)2.2 MATLAB（Sumilink）的介绍 (2)第三章逻辑无环流可逆直流调速系统工作原理 (3)3.1系统工作原理 (3)3.2系统的组成 (4)第四章系统各环节模块的设计 (5)4.1 主电路的设计 (5)4.1.1 主电路的模型 (6)4.1.2 主电路参数的设定及仿真模型 (6)4.2. 逻辑控制器DLC模块 (7)4.3 电流调节器的模块及参数设计 (9)4.4 转速调节器的模块及参数设计 (10)五章调速系统的调试及动态仿真 (12)5.1 逻辑无环流可逆调速系统主电路的建模 (12)5.2仿真波形 (14)5.3图形分析 (16)第六章心得体会 (16)参考文献 (17)第一章绪论1 课题研究的目的与意义直流电动机具有良好的起、制动性能和调速性能，易于在大范围内平滑调速，且调速后的效率很高等优点，因而直流电机调速系统在工业传动系统中的到广泛应用。
直流电机调速系统实验
第一章直流电机调速系统实验实验一单闭环不可逆直流调速系统实验一、实验目的(1)了解单闭环直流调速系统的原理、组成及各主要单元部件的原理。
(2)掌握晶闸管直流调速系统的一般调试过程。
(3)认识闭环反馈控制系统的基本特性。
二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理为了提高直流调速系统的动静态性能指标，通常采用闭环控制系统(包括单闭环系统和多闭环系统)。
对调速指标要求不高的场合，采用单闭环系统，而对调速指标较高的则采用多闭环系统。
按反馈的方式不同可分为转速反馈，电流反馈，电压反馈等。
在单闭环系统中，转速单闭环使用较多。
在本装置中，转速单闭环实验是将反映转速变化的电压信号作为反馈信号，经“转速变换”后接到“速度调节器”的输入端，与“给定”的电压相比较经放大后，得到移相控制电压U ct，用作控制整流桥的“触发电路”，触发脉冲经功放后加到晶闸管的门极和阴极之间，以改变“三相全控整流”的输出电压，这就构成了速度负反馈闭环系统。
电机的转速随给定电压变化，电机最高转速由速度调节器的输出限幅所决定，速度调节器采用P（比例）调节对阶跃输入有稳态误差，要想消除上述误差，则需将调节器换成PI(比例积分)调节。
这时当“给定”恒定时，闭环系统对速度变化起到了抑制作用，当电机负载或电源电压波动时，电机的转速能稳定在一定的范围内变化。
在电流单闭环中，将反映电流变化的电流互感器输出电压信号作为反馈信号加到“电流调节器”的输入端，与“给定”的电压相比较，经放大后，得到移相控制电压U ct，控制整流桥的“触发电路”，改变“三相全控整流”的电压输出，从而构成了电流负反馈闭环系统。
电机的最高转速也由电流调节器的输出限幅所决定。
同样，电流调节器若采用P（比例）调节，对阶跃输入有稳态误差，要消除该误差将调节器换成PI(比例积分)调节。
当“给定”恒定时，闭环系统对电枢电流变化起到了抑制作用，当电机负载或电源电压波动时，电机的电枢电流能稳定在一定的范围内变化。
晶闸管逻辑控制无环流双闭环可逆直流调速系统设计
晶闸管逻辑控制无环流双闭环可逆直流调速系统设计
晶闸管逻辑控制无环流双闭环可逆直流调速系统是一种常见的电力电子调速系统，可以通过控制晶闸管的通断来实现直流电机的调速。
该系统采用了双闭环控制结构，其中一个闭环用于控制电机输出速度，另一个闭环用于控制电流。
在系统设计中，首先需要进行系统建模和参数的确定，包括电机的转矩速度特性、负载特性以及电路元件的特性等。
然后，设计合适的速度控制算法和电流控制算法，以实现闭环控制。
常见的速度控制算法有比例积分控制（PI控制）和模糊控制等，而电流控制通常采用比例控制。
在实际的实现过程中，还需要考虑到系统的稳定性、鲁棒性和响应速度等因素。
可以通过仿真和实验进行系统性能的优化和调整，以达到设计要求。
需要注意的是，在设计和实现过程中，要遵守相关的技术规范和安全标准，确保系统的可靠性和安全性。
同时，也要注意电源的稳定性和电磁兼容性等问题，以减少对其他设备的干扰。
总之，晶闸管逻辑控制无环流双闭环可逆直流调速系统设计涉及到电力电子和控制理论等多个领域，需要综合考虑系统的各个方面，确保系统的性能和安全。
V-M逻辑无环流双闭环可逆直流调速系统设计
V-M逻辑⽆环流双闭环可逆直流调速系统设计⽬录第1章设计任务及要求 (3)1.1设计要求 (3)1.2参数 (3)第2章控制系统整体⽅案设计 (4)第3章主回路设计 (6)3.1主回路参数计算及元器件选择 (6)3.1.1变压器参数的计算 (6)3.1.2晶闸管参数的计算 (7)3.1.3平波电抗器的计算 (7)3.2保护电路的设计 (7)3.2.1过电压保护 (7)3.2.2过电流保护 (10)3.3触发回路的设计 (10)3.4隔离电路 (11)3.5励磁回路 (12)第4章控制回路设计 (13)4.1电流环设计（ACR） (13)4.1.1电流环结构框图的化简 (13)4.1.2电流调节器结构的选择 (15)4.1.3电流调节器的参数 (16)4.1.4检验近似条件 (17)4.1.5计算调节器电阻和电容 (17)4.2转速环设计(ASR) (18)4.2.1转速调节器的设计 (18)4.2.2转速调节器结构的选择 (19)4.2.3计算转速调节器参数 (21)4.2.4检验近似条件 (22)4.2.5计算调节器电阻和电容 (22)4.2.6校核转速超调量 (23)4.2.7转速超调的抑制——转速微分负反馈 (24)4.3反馈回路设计 (26)第5章逻辑⽆环流控制器的设计 (28)5.1⽆环流逻辑装置的组成 (28)5.2⽆环流逻辑装置DLC的设计 (29)5.2.1转矩极性鉴别（DPT） (29)5.2.2零电平检测（DPZ） (30)5.2.3逻辑控制（DLC） (31)第6章辅助回路的设计 (32)6.1限幅电路 (32)6.2反相器 (34)6.3给定电路 (35)6.4操作回路 (35)6.5直流稳压电源 (36)第7章总结 (37)第8章参考⽂摘 (38)第1章设计任务及要求1.1设计要求动态性能指标：（1）调速范围D=20，静差率S≤5%，在整个调速范围内要求转速⽆级、平滑可调；σ≤，空载启动到额定转速时转速超调量（2）电流环超调量5%iσ。
逻辑无环流实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 熟悉和了解电平变换器的工作原理及其在逻辑无环流可逆直流调速系统中的作用。
2. 熟悉和了解逻辑控制器的组成及其工作原理。
3. 熟悉和了解逻辑无环流可逆直流调速系统的组成及特性。
4. 分析和研究逻辑无环流可逆直流调速系统的正、反向切换原理及其切换过程。
二、实验原理逻辑无环流可逆直流调速系统是一种利用逻辑控制器实现正、反向切换，避免环流产生的直流调速系统。
系统主要由电平变换器、逻辑控制器、触发脉冲发生器、晶闸管主电路、直流电动机等组成。
三、实验仪器与设备1. 综合实验台主体（主控箱）及其主控电路、转速变换（BS）、交直流电流变换（Bi、BC）等单元。
2. 直流可逆调速挂箱（DS101）—— D101、D102 单元。
3. 给定及调节器挂箱（DS301）—— D301、D304、D305、D306 单元。
4. 专用控制单元挂箱（DS302）—— D311、D312 单元。
5. 直流电动机、发电机机组。
6. 慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器。
7. 微机及打印机（存储、演示、打印实验波形）。
四、实验步骤1. 连接实验电路，包括电平变换器、逻辑控制器、触发脉冲发生器、晶闸管主电路、直流电动机等。
2. 调整系统参数，包括给定值、限幅值、滤波时间等。
3. 启动系统，观察系统运行状态，记录实验数据。
4. 改变给定值，观察系统正、反向切换过程，记录实验数据。
5. 分析实验数据，研究系统正、反向切换原理及其切换过程。
五、实验结果与分析1. 电平变换器将逻辑控制器输出的高低电平信号转换为晶闸管所需的触发脉冲信号。
2. 逻辑控制器根据速度调节器输出值的正负选择正组或负组晶闸管，实现正、反向切换。
3. 触发脉冲发生器根据逻辑控制器的指令产生触发脉冲，控制晶闸管导通。
4. 实验结果表明，系统在正、反向切换过程中无环流产生，且切换过程平稳、快速。
六、实验结论1. 逻辑无环流可逆直流调速系统具有结构简单、可靠性高、切换平稳等优点。
最新版逻辑无环流可逆直流调速系统设计与研究
逻辑无环流可逆直流调速系统的动态建模与仿真电控学院自动化1102鱼轮1106050218一、绪论1.1电力拖动简介随着科学技术的发展，人力劳动被大多数生产机械所代替。
电力拖动及其自动化得到不断的发展。
随着生产的发展，生产工艺对电力拖动系统的要求越来越高，尤其在其准确性、快速性、经济性、先进性等方面的要求，与日俱增。
因此，需要不断地改进和完善电气控制设备，使电力拖动自动化可以跟得上技术要求。
电力拖动系统由电动机及其供电电源、传动机构、执行机构、电气控制装置等四部分组成。
电动机及其供电电源是把电能转换成机械能；传动机构的作用是把机械能进行传递与分配；执行机构是使机械能完成所需的转变；电气控制装置是控制系统按着生产工艺的要求来动作，并对系统起保护作用。
随着生产的要求不断提高，技术不断更新，拖动系统也随之更新。
同时，新型电机、大功率半导体器件、大规模集成电路、电子计算机及现代控制理论发展的发展使电力拖动自动化发生了巨大的变革。
1.2直流调速系统直流电机由于其良好的起、制动性能和调速性能，在电力拖动调速系统中占有主导地位，虽然近年来交流电动机的调速控制技术发展很快，但是交流电动机传动控制的基础仍是直流电动机的传动技术。
直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动系统领域中得到了广泛的应用。
直流电机容易实现各种控制系统，也容易实现对控制目标的“最佳化”，直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟，而且从控制的角度看，它又是交流拖动控制系统的基础。
因此，掌握直流拖动控制系统可以更好的研究交流拖动系统。
从生产机械要求控制的物理量来看，电力拖动控制系统有调速系统、位置随动系统、张力控制系统、多电机同步控制系统等多种类型，各种系统往往都是通过控制转速来实现的，因此调速系统是最基本的电力拖动控制系统。
1.3无环流调速系统简介无环流控制的可逆调速系统主电路由两组反并联的晶闸管组成，当一组晶闸管工作时，用逻辑电路或逻辑算法去封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使它完全处于阻断状态，以确保两组晶闸管不同时工作，从根本上切断了环流的通路，这就是逻辑控制的无环流可逆系统。
双闭环逻辑无环流可逆直流调速
双闭环逻辑无环流可逆直流调速一、电气传动自动控制设计要求：（1）双闭环逻辑无环流可逆直流调速电路的连线、调试（2）双闭环逻辑无环流可逆直流调速电路的故障排除。
二、双闭环逻辑无环流可逆直流调速电路的基本原理：1．双闭环直流调速系统电路原理分析图1双闭环直流调速系统电路原理图起动过程分析：双闭环直流调速系统突加给定电压Ugn由静止状态起动时，转速和电流的动态过程示意图如图1所示。
由于在起动过程中转速调节器ASR经历了不饱和、饱和、退饱和三种情况，整个动态过程就分成图中标明的I、II、III三个阶段。
图2 转速和电流的动态过程示意图（1）第I 阶段（1~0t ）是电流上升阶段。
突加给定电压Ugn 后，c U 、0d U 、d I 都上升，在d I 没有达到负载电流dL I 以前，电机还不能转动。
当dL d I I ≥后，电机开始起动，由于电机惯性的作用，转速不会很快增长，因而转速调节器ASR 的输入偏差电压n gn n U U U -=∆的数值仍较大，其输出电压保持限幅值im U ，强迫电流d I 迅速上升。
直到dm d I I ≈，im i U U ≈，电流调节器很快就压制了d I 的增长，标志着这一阶段的结束。
在这一阶段中，ASR 很快进入并保持饱和状态，而ACR 不饱和。
（2）第II 阶段（21~t t ）是恒流升速阶段，ASR 饱和，转速环相当于开环，在恒值电流给定im U 下的电流调节系统，基本上保持电流d I 恒定，因而系统的加速度恒定，转速呈线性增长。
与此同时，电机的反电动势E 也按线性增长，对电流调节系统来说，E 是一个线性渐增的扰动量，为了克服它的扰动，0d U 和c U 也必须基本上按线性增长，才能保持d I 恒定。
当ACR 采用PI 调节器时，要使其输出量按线性增长，其输入偏差电压i im i U U U -=∆必须维持一定的恒值，也就是说，d I 应略低于dm I 。
（3）第Ⅲ阶段（2t 以后）是转速调节阶段。
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逻辑无环流可逆直流调速系统设计与研究——主电路设计1 绪论1.1电力拖动简介随着科学技术的发展，人力劳动被大多数生产机械所代替。
电力拖动及其自动化得到不断的发展。
随着生产的发展，生产工艺对电力拖动系统的要求越来越高，尤其在其准确性、快速性、经济性、先进性等方面的要求，与日俱增。
因此，需要不断地改进和完善电气控制设备，使电力拖动自动化可以跟得上技术要求。
电力拖动系统由电动机及其供电电源、传动机构、执行机构、电气控制装置等四部分组成。
电动机及其供电电源是把电能转换成机械能；传动机构的作用是把机械能进行传递与分配；执行机构是使机械能完成所需的转变；电气控制装置是控制系统按着生产工艺的要求来动作，并对系统起保护作用。
随着生产的要求不断提高，技术不断更新，拖动系统也随之更新。
同时，新型电机、大功率半导体器件、大规模集成电路、电子计算机及现代控制理论发展的发展使电力拖动自动化发生了巨大的变革。
1.2直流调速系统直流电机由于其良好的起、制动性能和调速性能，在电力拖动调速系统中占有主导地位，虽然近年来交流电动机的调速控制技术发展很快，但是交流电动机传动控制的基础仍是直流电动机的传动技术。
直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动系统领域中得到了广泛的应用。
直流电机容易实现各种控制系统，也容易实现对控制目标的“最佳化”，直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟，而且从控制的角度看，它又是交流拖动控制系统的基础。
因此，掌握直流拖动控制系统可以更好的研究交流拖动系统。
从生产机械要求控制的物理量来看，电力拖动控制系统有调速系统、位置随动系统、张力控制系统、多电机同步控制系统等多种类型，各种系统往往都是通过控制转速来实现的，因此调速系统是最基本的电力拖动控制系统。
1.3无环流调速系统简介无环流控制的可逆调速系统主电路由两组反并联的晶闸管组成，当一组晶闸管工作时，用逻辑电路或逻辑算法去封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使它完全处于阻断状态，以确保两组晶闸管不同时工作，从根本上切断了环流的通路，这就是逻辑控制的无环流可逆系统。
有环流可逆系统虽然具有反向快、过渡平滑等优点，但设置几个环流电抗器终究是个累赘。
因此，当工艺过程对系统过度特性的平滑性要求不高时，特别是对于大容量的系统，常采用既没有直流平均环流又没有瞬时脉动环流的无环流可逆系统。
无环流可逆调速系统可按实现无环流原理的不同而分为两大类：逻辑无环流系统和错位控制无环流系统。
而错位无环流系统在目前的生产中应用很少，逻辑无环流系统目前生产中应用最为广泛的可逆系统，组成逻辑无环流可逆系统的思路是：任何时候只触发一组整流桥，另一组整流桥封锁，完全杜绝了产生环流的可能。
至于选择哪一组工作，就看电动机组需要的转矩方向。
若需正向电动，应触发正组桥；若需反向电动，就应触发反组桥，可见，触发的选择应决定于电U信号。
同时还要考虑什么时候封锁动机转矩的极性，在恒磁通下，就决定于*i原来工作桥的问题，这要看工作桥又没有电流存在，有电流时不应封锁，否则，U信号极性和电流“有”、“无”开放另一组桥时容易造成二桥短路。
可见，只要用*i信号可以判定应封锁哪一组桥，开放哪一组桥。
基于这种逻辑判断电路的“指挥”下工作的可逆系统称逻辑无环流可逆系统。
2 系统总体参数2.1系统已知参数及设计指标设计一个逻辑无环流直流可逆调速系统，基本技术数据如下：2.1.1已知参数1、拖动设备：直流电动机： W P N 185= V U N 220= A I N 1.1= N r n min /1600=，过载倍数5.1=λ。
2、负载：直流发电机：W P N 100= V U N 220= A I N 5.0= N r n min /1500=3、机组：转动惯量22065.0Nm GD =2.1.2设计指标1、D ＝４，稳态时无静差。
2、稳态转速n=1200r/min, 负载电流0.8A 。
3、电流超调量%5≤i σ，空载起动到稳态转速时的转速超调量%15≤n σ。
2.2未知参数设计2.2.1测定晶闸管直流调速系统主电路的电阻R利用伏安法测量电枢回路总电阻R ，包括电机的电枢电阻Ra,平波电抗器的直流电阻Rl ，整流装置的内阻Rn 。
测试时电动机不加励磁，并使电机堵转。
调节Ug 使整流装置输出电压Ud 为110V ，然后调整RP 使电枢电流分别为0.9A 、0.5A 时的理想空载电压，由公式R=(U 2-U 1)/(I 1-I 2) （2.1）可求得电枢回路总电阻，测试结果如下表：1 2 3 4 5 6U 78V 93V 96V 105V 88V 100VI 0.9A 0.5A 0.9A 0.5A 0.9A 0.5A表2.1 电枢回路电阻R的测定其中1、2组数据为回路总电阻为电机电枢电阻Ra、平坡电抗器直流电组Rl、整流装置内阻Rn之和测的，3、4组数据为回路总电阻为平坡电抗器直流电组Rl、整流装置内阻Rn之和测的，5、6组数据为回路总电阻为电机电枢电阻Ra、整流装置内阻Rn之和测的。
经过计算电机电枢回路电阻Ra=22.5Ω，平坡电抗器直流电阻Rl=15.0Ω，整流装置内阻Rn=15.25Ω。
2.2.2测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间爱你常数Td电动机不加励磁，调节Uct监视电流表的读数，使电动电枢电流为110V。
然后保持Uct不变，突然合上主电路开关，用示波器拍摄Id=f（t）的波形，由波形测量出当电流上升至63.2%稳定值时的时间，即为电枢回路的电磁时间常数Td。
图2.1 电流变化曲线由图可知直流调速系统主电路时间常数Td为6.2ms。
2.2.3测定直流电动机电势常数Ce和转矩常数CM将电动机加额定励磁，使之空载运行，改变电枢电压Ud，测的相应的n，即可由公式Ce=KeΦ=（Ud2-Ud1）/(n2-n1) （2.2）Ce的单位为V/（r/min）转矩常数CM的单位为N•m/A，可由Ce求出CM=9.55Ce。
表2.2 电动机电势常数Ce 和转矩常数CM 的测定 故可算得Ce=0.12min /r V ,CM=1.07N •m/A2.2.4测定晶闸管智力调速系统机电时间常数TM系统的机电时间常数可由下式计算Tm=（GD 2*R ）/375CeL M （2.3）当电枢突加给定电压时，转速n 按指数规律上升，当n 达到63.2%稳态值时，所经过的时间即为拖动系统的机电时间常数。
经过测试，系统的时间常数为44ms 。
2.2.5测定晶闸管触发及整流装置特性Ud=f （Uct ）电动机加额定励磁，逐渐增加触发电路的控制电压Uct ，分别读取对应的UTG ，n 的数值若干组，即可描绘出特性曲线。
N(r/min)1000.0 1100.0 1200.0 1300.0 1400.0 UTG(V) 6.75 7.44 8.12 8.83 9.46表2.3 测速发电机特性表2.4 晶闸管触发及整流装置特性图2.2 发电机特性曲线 图2.3 晶闸管触发及整流装置特性 电压（V ） 110 140 转速（n ） 344 575Ud(V)75.0 150.0 185.0 202.0 210.0 Uct(V) 1.0 2.0 3.0 4.0 5.03 无环流可逆调速系统设计3.1系统组成主电路采用两组晶闸管装置反并联线路；由于没有环流，不用设置环流电抗器；仍保留平波电抗器L d，以保证稳定运行时电流波形连续；控制系统采用典型的转速、电流双闭环方案；电流环为内环，转速环为外环。
为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈。
1、电流环分设两个电流调节器，1ACR用来控制正组触发装置GTF，2ACR控制反组触发装置GTR。
2、速度环把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器。
3、为了保证不出现环流，设置了无环逻辑控制环节DLC，这是系统中的关键环节。
它按照系统的工作状态，指挥系统进行正、反组的自动切换。
3.1.1逻辑无环流调速系统的原理图U图3.1 逻辑无环流调速系统原理图（ TG：永磁式直流测速发电机；DLC：逻辑控制器；TA：三相电流传感器；ASR：转速调节器；Ld：平波电抗器；ACR：电流调节器； TR：联接的三相整流变压器；U：三相整流桥；GTR、GTF为正反组晶闸管触发电路； A:反相器）3.1.2逻辑无环流系统工作原理逻辑控制无环流可逆调速系统中，采用了两个电流调节器和两套触发装置分别控制正、反组晶闸管。
实际上任何时刻都只有一组晶闸管在工作，另一组由于脉冲被封锁而处于阻断状态，这时它的电流调节器和触发装置都是等待状态。
采用模拟控制时，可以利用电子模拟开关选择一套电流调节器和触发装置工作，另一套装置就可以节省下来了。
1、正向运行：当开关S与+10V接通时，Usn的极性为（+），在起动过程中ΔUn=（Usn-Ufn）>0,使Usi呈（+）极性，设此时逻辑控制器LC发出的控制器Uc1为“1”，正组处于工作状态；Uc2为“0”，反组处于封锁阻断状态；并设此时电枢电流Id极性为（+），电动机正转。
系统处于正向运行状态。
2、反向运行：当S突然与+10V断开，而与-10V接通，此时Usn极性变号成为（-）极性，而电动机依靠惯性仍在正向运行，因而Usn极性未变仍是负极性；这样使ΔUn 变为数值较大的负电压ΔUn<0，此电压使速度调节器ASR的输出电压Usi的数值急快下降并变号呈现（-）极性。
这时，随着Usi绝对值的下降，将使Id不断下降（Id=Usi/β），电磁转矩Te下降（Te=KtΦId），电动机转速n下降。
当电流Id下降至零，逻辑控制器LC的输入端同时出现Usi极性变号{（+）→（-）}及Id=0两个信号时，LC将发出逻辑切换指令，使Uc1由“1”变为“0”，正组被封锁阻断；Uc2由“0”变为“1”，反组开始投入运行。
由于反组开通工作，将使电枢电流反向流动。
电动机的电磁转矩Te也将反向。
由于此时电动机依靠惯性仍在正向转动，这样电磁转矩Te将与转速n反向，形成制动作用，使电动机转速n迅速下降。
这时的电动机成为发电机，通过反组整流桥向电网回馈电能。
此时系统处于回馈制动状态。
随着电动机的转速迅速降至零，并且在已经反了向的电磁转矩的作用下，将开始加速反向运行，这一加速过程一直要到电动机转速升到新的给定值n’、ΔUn=0时为止，系统重新处于平衡状态，此时系统处于反向运行状态。
至此，电动机反向过渡过程完成。
给定电压（Usn）Usn（+）切换Usn（+）Usn（-）切换|Usn（-）|速度调节器输出（Usi）Usi（-）Usi（+）Usi（+）Usi（-）电枢电流（Id）Id（+） Id=0 Id（-）Id（-） Id=0 Id（+）表3.1 逻辑无环流可逆调速系统正反组切换指令3.2系统主电路设计3.2.1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3.2 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。