逻辑无环流系统实验指导

逻辑无环流系统实验指导书一、实验目的1．理论联系实际，把“运动控制系统”、“电力电子技术”等课程所学的理论应用于实际，掌握和巩固逻辑无环流可逆系统的组成原理和主要优缺点。

2．熟悉和掌握逻辑无环流可逆系统的调试方法和步骤。

3．通过实验，分析和研究系统的静态堵转特性及动态特性，并研究调节器参数对动态品质的影响。

4．通过实验，使同学提高实际操作能力，并在实验中培养分析和解决问题的能力。

二、实验要求1、预习（1）实验前必须掌握实验系统方框原理图，系统图及实验系统各个单元的工作原理。

（2）熟悉MPD-08实验装置的结构，面板布置及系统主要设备的参数。

（3）实验前必须认真阅读实验指导书，拟定实验的具体操作步骤，列出所需记录的数据表格，实验前由教师进行抽查，如发现末预习者，不得参加实验。

2、实验指标要求（1）电流超调量，并记录有关参数对的影响，用理论计算并分析误差的原因。

（2）由突加给定到稳态的过渡过程中，转速超调量，并记录波形，用理论计算分析误差原因。

（3）用示波器测定系统起动、制动、由正转稳态运行到反转稳态运行的过渡过程时间。

（4）稳态转速无静差。

3、实验报告要求（1）画出组成实验系统的实验线路的方框图和原理图。

（2）实验的内容、步骤和方法，实验测定的结果数据曲线和波形图。

（3）分析参数的关系。

（4）提出对本实验的改进意见。

三、实验系统的简介及操作说明调速系统的原理框图如图1所示。

（一）系统简介1.实验系统为典型的电流、速度双闭环系统，采用逻辑选触无环流的控制方式，只用一个电流调节器和一组触发器，简化了系统的结构，便于系统参数的调整。

2.由于电流反馈信号Ui的极性不能改变，故用逻辑控制单元来（DLC）来指挥切换电流给定信号Ui*的极性，以实现电流的负反馈控制。

3.只因为采用一组触发器，故正、反组脉冲输出用逻辑控制单元来指挥切换，以实现无环流控制。

4.实验系统在触发器单元人为增设了SZ、SZ1、SZ2(正组)；SF、SF1、SF2（反组）及GZ、GZ1、GND1(正组)；GF、GF1、GND2（反组）插孔和正组、反组脉冲电源开关，目的是为了简化实验线路的连接与步骤，使做实验时更加方便和安全。

具体见操作说明。

5.实验系统增设了零速封锁单元，当速度给定信号Un*和速度反馈信号Un为零伏时，速度调节器ASR、电流调节器ACR的输入-输出端被电子开关短接，即输出为零。

目的是防止放大器的零点漂移和其他的扰动信号的窜入使电机爬行或运行而造成事故。

若要对ASR、ACR进行单元调试时，必须要解除封锁，即在给上述两个单元的控制信号时，同时也要给零速封锁单元的控制信号。

（二）操作说明（注：这只是操作说明，不要急于接线）1.主回路操作说明①合上墙壁上三相电源开关，实验台带电，进线电源指示灯亮。

②合上QF1，操作电路得电，操作电源指示灯亮。

在此操作下：a. 按启动按钮，则主回路得电；b. 拨控制挂箱上的电源开关，则控制挂箱便接通了工作电源；c. 合电动机的励磁总电源开关CB1，再合CB2和CB3给电动机M1和发电机G1送上励磁电源。

2.模拟挂箱上（包括控制大板）几个开关的操作说明①挂箱左边的操作面板：K1开关：往上拨，正给定，往下拨，负给定，给定电压U GD大小可调RP1或RP2。

K2开关：往上拨，允许给定信号输出系统运行，往下拨，给定信号为零系统停止运行。

电源开关：拨“通”位置，控制电源及同步电源引入挂箱；拨“断”位置，挂箱的全部电源被切断。

正组脉冲开关：拨“通”位置，+15V电源引入正组脉冲输出单元，有脉冲输出给正组晶闸管；拨“断”位置，无脉冲输出。

反组脉冲开关：拨“通”位置，+15V电源引入反组脉冲输出单元，有脉冲输出给反组晶闸管；拨“断”位置，无脉冲输出。

复位按钮：事故跳闸后，检查一下跳闸原因，当事故排除后，必须先按一下复位按钮，才能重新启动主回路，不然主回路接触器不能合闸。

②控制大板的触发单元几个插孔接线操作说明：SZ、SZ1、SZ2为正组脉冲自动/手动切换插孔，当SZ和SZ1连通时，为手动开放正组脉冲；当SZ和SZ2连通时，为自动（由逻辑单元控制）开放正组脉冲。

SF、SF1、SF2为反组脉冲自动/手动切换插孔，当SF和SF1连通，为手动开放反组脉冲；当SF和SF2连通时，为自动（由逻辑单元控制）开放反组脉冲。

GZ、GZ1、GND1为正组自动/手动切换脉冲输出插孔，GZ与GND1连通，为人为地手动接地，使正组脉冲有输出至晶闸管；GZ与GZ1连通，由逻辑单元自动控制其接地，有脉冲输出至晶闸管。

GF、GF1、GND2为反组自动/手动切换脉冲输出插孔，GF与GND2连通，为人为的手动接地，使反组脉冲有输出至晶闸管；GF与GF1连通，由逻辑控制单元自动控制其接地，有脉冲输出至晶闸管。

这样做的目的是：在做触发器实验、系统开环实验、电流环闭环实验、不可逆的电流速度双闭环实验时，切除了逻辑控制单元的控制作用，恢复了不可逆直流调速系统的真实情况，也大大简化了接线的复杂性。

综合上述，操作过程总结如下：a．手动使正组晶闸管工作：电源开关（通）→正组脉冲开关（通）→SZ孔与SZ1 孔相连接→GZ孔与GND1孔相连接→正组晶闸管工作注意：禁止将反组SF孔与SF1孔相连接，禁止将GF孔与GND2孔相连接，否则会形成环流短路而造成事故！b. 手动使反组晶闸管工作：电源开关（通）→反组脉冲开关（通）→SF孔与SF1孔相连接→GF孔与GND2孔相连接→反组晶闸管工作说明：触发器实验、系统开环实验、电流环闭环实验、不可逆的电流速度双闭环实验，必须遵循上述操作过程，只允许开放一组触发脉冲，只允许一组晶闸管工作，否则会形成环流短路，造成事故。

c. 双闭环电枢可逆的逻辑无环流系统实验只有做电枢可逆实验时，才将逻辑控制单元接入系统参与控制，此时开关（或按钮）操作如下：电源开关（通）→正组脉冲开关（通）→反组脉冲开关（通）→SZ-SZ2、SF-SF2;GZ-GZ1、GF-GF1孔连接好，此时完全由逻辑控制单元来控制其工作。

经检查接线无误后，才能按下主回路启动按钮，开始做反并联可逆电路的实验。

四、实验方法与步骤系统总的调试步骤是：先单元，后系统；先开环，后闭环；先内环，后外环；先单向（不可逆），后双向（可逆）；先电阻负载，后电动机负载。

五、系统的开环调试实验线路如图2所示.图2 开环系统接线图注：只将虚线部分用导线连接，实线部分线路已接好。

（一）系统的相位整定（1）定相分析：定相目的是根据各相晶闸管在各自的导电范围，触发器能给出触发器脉冲，也就是确定触发器的同步电压与其对应的主回路电压之间的正确相位关系，因此必须根据触发器结构原理，主变压器的接线组别来确定同步变压器的接线组别。

由KJ004组成的三相移相触发电路要求三相交流同步电压Usa，Usb，Usc 应分别与主回路电源电压U A17，U B17，U C17分别同相位，因此若主电路的整流变压器TM的接线组别为Y/Y-12型，则要求触发器的同步变压器TB的接线组别也为Y/Y-12型，（见图2）。

其矢量关系图如图15所示。

将Usa送入A相触发器的KJ004所产生的脉冲去触发A相的晶闸管VT11和VT14；将Usb送入B相触发器的KJ004所产生的脉冲去触发B相的晶闸管VT13和VT16；将Usc送入C相触发器的KJ004所产生的脉冲去触发C相的晶闸管VT15和VT12，因此，主电压与同步电压的矢量关系如图3所示，其对应关系如表1所示。

(VT12)UBI7(VT13)图3 主电压与同步电压矢量关系图表1 （表中：“+”表示正半波，“-”表示负半波）（2）实验接线：将图2中的虚线部分用导线连接好，并将控制板上的触发单元的插孔：SZ与SZ1，GZ与GND1用线连接好，其余不用连接。

并检查接线是否有错。

（3）相位相序检查：步骤：①合三相电源总开关QF1②将模拟挂箱上左边的电源开关拨至“通”位置，此时，控制箱便接入了直流工作电源也引入了三相同步电源Usa，Usb，Usc.③用示波器观察Usa，Usb，Usc孔的相序是否正确，相位是否一次相差120 （注：用示波器的公共端接GND，其他两信号探头分别依次检测三个同步信号）。

（二）触发器的整定（调试）（1）触发器锯齿波斜率的调试①先将触发器的控制信号Uct=0V；②将示波器的两个信号探头检测同一个被测试点（例如斜率A孔），示波器两探头使用唯一的公共端（注：示波器两信号探头各有一个公共端，在示波器内部已经连接好，为避免发生烧坏示波器的事故，只允许一根公共端线作外部检测用）。

接GND孔，调节示波器上的幅值调整旋钮，使两根线的锯齿波完全重合。

调整好后，在斜率检查时不要再动幅值调整旋钮。

③用示波器的一个信号探头检测斜率B孔，观察斜率A孔的斜率是否与斜率B孔的斜率一致。

若不一致，调斜率电位器RW23或RW21使其一致。

④将观察斜率A孔的示波器信号探头移至斜率C孔，观察斜率C孔的斜率是否与斜率B孔的斜率一致。

若不一致，调C相斜率电位器RW25使其一致。

（2）触发器相控特性的整定：a. 系统初相位（脉冲零位）的整定触发器中偏移电位器RW22、RW24、RW26就是为了整定系统的初始工作状态而设置的。

在本系统中，要求Uct=0V时，Ud=2.34U2COS=0V, =，电机应停止不动步骤：1. 先设置Uct=0V，先调A相触发器，用示波器的公共端接GND孔，示波器一信号探头接同步信号电压的Usb孔（注意：确定横坐标位置，Usb波形在示波器显示屏上必须上下对称），一信号探头接11#孔，调节斜率电位器RW22，使11#孔的双脉冲的第一个脉冲前沿正好位于Usb由负到正的过零点处，14#脉冲正好位于Usb由正到负的过零点处。

如图4所示的对应关系。

再用示波器一信号探头观察P A孔,其波形如图4-b实线所示，其X宽度=Y的宽度，这就是位置。

2.仿照上述方法，调B相和C相触发器的偏移信号UpB相：调偏移电位器RW24，13#双脉冲正好对应于Usc由负变正的过零点，孔的波形形16#双脉冲正好对应于Usc由正变负的过零点，P B孔的波形与PA 状相同C相：调偏移电位器RW26，15#双脉冲正好对应于Usa由负变正的过零点，12#双脉冲正好对应于Usa由正变负的过零点，P孔的波形与P A孔的波形形C状相同。

（备注：“给定为零，，则输出为零”是有前提条件的，即：所带电感为无穷大。

但事实不可能达到，故为了保证给定为零输出为零，就得把调的稍微大于。

）3.验证是否在位置按下列步骤进行：①按图2接好实验线路，带纯电阻负载；②使Uct=0V③将正组脉冲电源开关置“通”位置④将孔：SZ-SZ1和GZ-GND1分别连接好⑤按主回路启动按钮，接通主电路（注：负载电源不要超过2A）⑥用示波器观察负载两端的电压波形应如图5所示图5 纯电阻负载α=90︒的三相桥式整流电压波形若个别波形不符合上述要求，可微调所对应的斜率电位器和偏移电位器。