逻辑无环流直流可逆调速系统设计
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。
运动控制系统--逻辑无环流可逆直流调速系统
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。
《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。
逻辑无环流可逆直流调速系统设计
运动控制系统课程设计说明书题目：逻辑无环流可逆直流调速系统的设计专业班级：xxxxxxxxxxxx学号：xxxxxxxxxxxx姓名：xxxxxxx指导教师：xxxxxxxxxxxxx成绩：20xx年x月xx日至x月xx日逻辑无环流可逆直流调速系统的设计（电流环、转速环调节器及其限幅电路的设计）The Design of Logic Non-loop-current DC SR System SR System--Speed Regulating System （The Design of Current Loop, Speed Loop Regulator and It’sAmplitude Limiter Circuit）学生姓名：xxxx指导教师xxxxxxxxxxxxxx课程设计量化评分标准答辩记录摘要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，因而调速系统是最基本的拖动控制系统。
在许多生产机械中，常要求电动机既能正反转，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。
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。
本文重点介绍了以芯片TC787为主的晶闸管触发电路，其如何根据DLC发出的指令正确驱动和停止正组反组晶闸管的开闭，以实现无环流系统。
关键词：直流调速系统；逻辑无环流控制；触发电路； TC787AbstractThe control of physical quantities from the production machinery, electric drive automatic control system has a speed control system, position servo system, tension control system, multi-motor synchronous control system and other types, a variety of systems are often by controlling the speed to achieve, and thus the speed control system is the most basic drag control systems. In many production machinery, and often require the motor not only rotating, but also rapid braking, you need four-quadrant operation characteristics, must be reversible speed control system.This article describes the basic principle of logic without circulation reversible DC drive system and its components, and control circuit calculation and design. Use based on Matlab Simulink and Power System Toolbox, system-oriented electrical schematic block diagram simulation new method to achieve the speed of current dual closed-loop logic circulation DC SR System Modeling and Simulation. This paper focuses on the chip TC787-based thyristor trigger circuit, how to properly drive DLC directives issued by the group against group and stop the thyristor is opened and closed in order to achieve free circulation system.Keywords:DC speed control system; Logic without circulation control; Trigger circuit; TC787目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................................................... Π1. 绪论.. (1)1.1无环流调速系统简介 (1)1.2 设计任务和要求 (1)2. 系统组成原理 (3)2.1 逻辑无环流调速系统总概 (3)2.2 主电路原理 (4)2.3 触发电路原理 (5)2.4 检测电路原理 (6)2.5 电源电路原理 (7)2.6 保护电路原理 (8)2.7 逻辑控制器原理 (9)3 设计内容 (10)3.1 设计要求 (10)3.2 设计原理 (11)3.3 电路的选择 (11)3.4 触发电路 (14)3.5 元器件的连接与参数的选择 (14)4.仿真或实验结果分析 (15)5. 总结 (20)参考文献 (21)1. 绪论1.1无环流调速系统简介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。
逻辑无环流直流可逆调速系统设计
课程设计任务书学生姓名：苌城专业班级：自动化0706 指导教师：饶浩彬工作单位：自动化学院题目: 逻辑无环流直流可逆调速系统设计初始条件：1．技术数据：晶闸管整流装置：R rec=Ω，K s=40。
负载电机额定数据：P N=，U N=230V，I N=37A，n N=1450r/min，R a=Ω，I fn=1.14A，GD2=系统主电路：T m=，T l=2．技术指标稳态指标：无静差（静差率s≤2, 调速范围D≥10）动态指标：电流超调量：≤5%，起动到额定转速时的超调量：≤8%，（按退饱和方式计算）要求完成的主要任务:1．技术要求：(1) 该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机可逆运行，具有较宽的调速范围（D≥10），系统在工作范围内能稳定工作(2) 系统静特性良好，无静差（静差率s≤2）(3) 动态性能指标：转速超调量δn＜8%，电流超调量δi＜5%，动态速降Δn≤10%，调速系统的过渡过程时间（调节时间）t s≤1s(4) 系统在5%负载以上变化的运行范围内电流连续(5) 调速系统中设置有过电压、过电流等保护，并且有制动措施2．设计内容：(1) 根据题目的技术要求，分析论证并确定主电路的结构型式和闭环调速系统的组成，画出系统组成的原理框图(2) 调速系统主电路元部件的确定及其参数计算（包括有变压器、电力电子器件、平波电抗器与保护电路等）(3) 动态设计计算：根据技术要求，对系统进行动态校正，确定ASR调节器与ACR调节器的结构型式及进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求(4) 绘制逻辑无环流直流可逆调速系统的电气原理总图（要求计算机绘图）(5) 整理设计数据资料，课程设计总结，撰写设计计算说明书时间安排：课程设计时间为一周半，共分为三个阶段：（1）复习有关知识，查阅有关资料，确定设计方案。
约占总时间的20%（2）根据技术指标及技术要求，完成设计计算。
约占总时间的40%（3）完成设计和文档整理。
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。
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。
逻辑无环流可逆直流调速系统设计
0 前言随着电力传动装置在现代化工业生产中的广泛应用，以及对其生产工艺、产品质量的要求不断提高，需要越来越多的生产机械能够实现自动调速，拖动控制的电机调速系统在工农业生产、交通运输以及日常生活中起着越来越重要的作用，因此，对电机调速的研究有着积极的意义。
长期以来，直流电机被广泛应用于调速系统中，而且一直在调速领域占居主导地位，这主要是因为直流电机不仅调速方便，而且在磁场一定的条件下，转速和电枢电压成正比，转矩容易被控制；同时具有良好的起动性能，能较平滑和经济地调节速度。
因此采用直流电机调速可以得到良好的动态特性[1]。
电气传动是指以各类电机为动力的传动装置与系统：因电机种类不同分为直流电动机传动（简称直流传动）、交流电动机传动（简称交流传动）、步进电动机传动（简称步进传动）、伺服电动机传动（简称伺服传动）等等。
运动控制系统中应用最普遍的是自动调速系统。
在工程实践中，有许多生产机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节，并且要求有良好的静、动态性能。
近年来，随着微计算机技术、电力电子技术和控制技术的发展，数字控制技术由于其具有较好的控制性能和较强的抗干扰性，因此成为目前电机的主要控制方式。
并且为了进一步提高电机控制的现代化程度，电机的控制方法也由原来的单机数字控制逐步朝着网络化控制方式转变。
众所周知，在工业控制中，和交流调速系统相比，由于直流调速系统的调速精度高，调速范围广，变流装置控制简单，长期以来在调速传动中占有统治地位。
并且还因为其具有良好的转速特性，常用于宽范围平滑调速、起动性能好等需要高性能可控电力拖动的直流调速自动控制系统。
由于直流电动机具有优良的起、制动性能，宜与在广泛范围内平滑调速。
在轧钢机、矿井卷机、挖掘机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等需要高性能可控硅电力拖动的领域中得到广泛应用。
近年来交流调速系统发展很快，然而直流拖动控制系统毕竟在理论上和在时间上都比较成熟，而且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流拖动系统的基础，长期以来，由于直流调速拖动系统的性能指标优于交流调速系统。
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。
可逆直流调速系统
摘要：根据整流装置的不同，直流可逆调速系统可分为V-M可逆调速系统和PWM 可逆调速系统。
讨论了晶闸管直流调速系统可逆运行方案，介绍了有环流控制的可逆V-M系统和无环流控制的可逆V-M系统。
除了由晶闸管组成的相控直流电源外，直流电机还可以采用全控器件（IGBT，MOSFET，GTR等）组成的PWM变换器提供直流电源，其特点是开关频率明显高于可控硅，因而由PWM组成的直流调速系统有较高的动态性能和较宽的调速围。
PWM变换器把恒定的直流电源变为大小和极性均可调直流电源，从而可以方便的实现直流电机的平滑调速，以及正反转运行。
由全控器件构成的PWM变换器，由于开关特性，因此其电枢的电压和电流都是脉动的，其转速和转矩必然也是脉动的。
关键词：可逆直流调速，PWM变换器，环流。
目录1.晶闸管直流调速系统可逆运行41.1可逆直流调速系统分类41.2晶闸管-电动机系统的回馈制动72.有环流的可逆调速系统102.1可逆系统中的环流102.2直流平均环流与配合控制112.3瞬时脉动环流及其抑制112.4直流可调速系统的制动过程分析132.5可控环流可逆调速系统143.无环流可逆调速系统153.1逻辑控制无环流调速系统164.可逆直流脉宽调速系统（PWM可逆系统）174.1可逆PWM变换器的工作原理175.总结191.晶闸管直流调速系统可逆运行有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地起动和制动，这就需要电力拖动系统具有四象限运行的特性，也就是说，需要可逆的调速系统。
改变电枢电压的极性，或者改变励磁磁通的方向，都能够改变直流电机的旋转方向，这本来是很简单的事。
然而当电机采用电力电子装置供电时，由于电力电子器件的单向导电性，问题就变得复杂起来了，需要专用的可逆电力电子装置和自动控制系统。
中、小功率的可逆直流调速系统多采用由电力电子功率开关器件组成的桥式可逆PWM 变换器。
功率较大的直流调速系统多采用V-M 电源，由于晶闸管的不可控关断特性，其可逆调速系统相对较为复杂。
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。
数字控制的逻辑无环流可逆直流调速系统设计说明
.0 前言直流调速和交流调速相比,直流调速具有宽广的调速围, 平滑的调速特性,较高的过载能力和较大的起动、制动转矩, 使用寿命长，经济性好。
因此被广泛地应用于调速性能要求较高的场合。
在工业生产中, 需要高性能速度控制的电力拖动场合, 直流调速系统发挥着极为重要的作用, 高精度金属切削机床, 大型起重设备、轧钢机、矿井卷扬、城市电车等领域都广泛采用直流电动机拖动。
特别是晶闸管—直流电动机拖动系统,具有自动化程度高、控制性能好、起动转矩大, 易于实现无级调速，使用寿命长，所以相对经济性好等优点而被广泛应用在现代化生产当中。
本设计采用以AT89C51单片机为核心的数字PI调节器，由软件编程来完全成模拟控制功能的数字式传动系统，能够有效地抑制老化和各种干扰，还能完成故障诊断，信号显示等功能。
随着微型计算机、超大规模集成电路、新型电力电子开关器件和传感器的出现，以与自动控制理论、电力电子技术、计算机控制技术的深入发展，电气传动装置不断向前发展。
微机的应用使电气传动控制系统趋向于数字化、智能化，极推动了电气传动的发展。
1 / 771 直流调速的介绍1.1 直流调速与交流调速的比较在现代化的工业生产过程中，几乎处处使用电力传动装置，随着生产工艺、产品质量的要求不断提高和产量的增长，使得越来越多的生产机械要求能实现自动调速。
对可调速的电气传动系统，可分为直流调速和交流调速。
直流调速与交流调速比较，最大的优点就是直流电机可以实现“平滑而经济的调速”；直流电机的调速不需要其它设备的配合，可通过改变输入的电压/电流，或者励磁电压/电流来调速。
直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑、方便，易于在大围平滑调速，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速起制动和反转，能满足生产过程自动化系统中各种不同的特殊运行要求，而交流调速虽然维护简单方便，但调速比较困难需要和其它设备配合使用如需要增设变频器等才能实现调速。
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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；课程设计任务书学生姓名：苌城专业班级：自动化0706 指导教师：饶浩彬工作单位：自动化学院题目: 逻辑无环流直流可逆调速系统设计初始条件：1．技术数据：晶闸管整流装置：R rec=Ω，K s=40。
/负载电机额定数据：P N=，U N=230V，I N=37A，n N=1450r/min，R a=Ω，I fn=1.14A，GD2=系统主电路：T m=，T l=2．技术指标稳态指标：无静差（静差率s≤2, 调速范围D≥10）动态指标：电流超调量：≤5%，起动到额定转速时的超调量：≤8%，（按退饱和方式计算）要求完成的主要任务:？1．技术要求：(1) 该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机可逆运行，具有较宽的调速范围（D≥10），系统在工作范围内能稳定工作(2) 系统静特性良好，无静差（静差率s≤2）(3) 动态性能指标：转速超调量δn＜8%，电流超调量δi＜5%，动态速降Δn≤10%，调速系统的过渡过程时间（调节时间）t s≤1s(4) 系统在5%负载以上变化的运行范围内电流连续(5) 调速系统中设置有过电压、过电流等保护，并且有制动措施2．设计内容：!(1) 根据题目的技术要求，分析论证并确定主电路的结构型式和闭环调速系统的组成，画出系统组成的原理框图(2) 调速系统主电路元部件的确定及其参数计算（包括有变压器、电力电子器件、平波电抗器与保护电路等）(3) 动态设计计算：根据技术要求，对系统进行动态校正，确定ASR调节器与ACR调节器的结构型式及进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求(4) 绘制逻辑无环流直流可逆调速系统的电气原理总图（要求计算机绘图）(5) 整理设计数据资料，课程设计总结，撰写设计计算说明书时间安排：课程设计时间为一周半，共分为三个阶段：（1）：（2）复习有关知识，查阅有关资料，确定设计方案。
约占总时间的20%（3）根据技术指标及技术要求，完成设计计算。
约占总时间的40%（4）完成设计和文档整理。
约占总时间的40%指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日】>目录摘要 (4)1设计任务及要求 (5)设计任务 (5)设计要求 (6)2系统结构设计 (6)`方案论证 (6)系统设计 (6)3调节器的设计 (7)电流调节器的设计 (7)确定电流调节器的时间常数 (7)设计电流调节器结构 (7)校验近似条件 (8)计算调节器电阻和电容 (9)…速度调节器的设计 (9)电流环的等效闭环传递函数 (9)确定转速调节器的时间常数 (10)转速调节器结构设计 (10)校验近似条件 (11)计算调节器的电阻和电容值 (11)4系统主电路设计 (12)主电路原理及说明 (12)"主电路参数设计 (13)保护电路设计 (14)5控制及驱动电路设计 (15)调节器结构组成及说明 (15)逻辑控制器的设计 (16)触发电路设计 (18)6 电气原理总图 (20)7总结与体会 (21)；参考文献 (22):摘要两组晶闸管装置反并联的电枢可逆线路是可逆调速系统的典型线路之一，这种线路有能实现可逆运行、回馈制动等优点，但也会产生环流。
为保证系统安全，必须消除其中的环流。
所谓逻辑无环流系统就是在一组晶闸管工作时，用逻辑电路封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使该组晶闸管完全处于阻断状态，从根本上切断环流通路。
这种系统不仅能实现逻辑无环流可逆调速，还能实现回馈制动。
本文对逻辑无环流直流可逆调速系统进行了设计，并且计算了电流和转速调节器的参数。
关键词：逻辑无环流、可逆直流调速系统、逻辑控制器、ACR、ASR ！@【1设计任务及要求设计任务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：1．技术数据：晶闸管整流装置：Rrec =Ω，Ks=40。
]负载电机额定数据：PN =，UN=230V，IN=37A，nN=1450r/min，Ra=Ω，Ifn=1.14A，GD2=系统主电路：Tm =，Tl=2．技术指标稳态指标：无静差（静差率s≤2, 调速范围D≥10）动态指标：电流超调量：≤5%，起动到额定转速时的超调量：≤8%，（按退饱和方式计算）直流电动机：PN =3KW , UN=220V , IN= , nN=1500r/min , Ra=Ω堵转电流 Idbl =2IN, 截止电流 Idcr= ，GD2=三相全控整流装置：Ks=40 , Rrec=1. 3Ω平波电抗器：RL=0. 3Ω，电枢回路总电阻 R=Ω，总电感 L=200mH ,电动势系数： (Ce = 系统主电路：(Tm= ，Tl=滤波时间常数：Toi = , Ton=,其他参数：Unm *=10V , Uim*=10V , Ucm=10V ，σi≤5% , σn≤10分析论证并确定主电路的结构型式和闭环调速系统的组成，画出系统组成的原理框图。
确定调速系统主电路元部件及其参数。
动态设计计算：根据技术要求，对系统进行动态校正，确定ASR调节器与ACR调节器的结构型式及进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求。
绘制逻辑无环流直流可逆调速系统的电气原理总图（要求计算机绘图）。
设计要求(1) 该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机可逆运行，具有较宽的调速范围（D≥10），系统在工作范围内能稳定工作、(2) 系统静特性良好，无静差（静差率s≤2）(3) 动态性能指标：转速超调量δn ＜8%，电流超调量δi＜5%，动态速降Δn≤10%，调速系统的过渡过程时间（调节时间）ts≤1s(4) 系统在5%负载以上变化的运行范围内电流连续(5) 调速系统中设置有过电压、过电流等保护，并且有制动措施2系统结构设计方案论证在可逆调速系统中，电动机最基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有两种办法：一种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。
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，又没有瞬时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，和有环流系统相比，因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。
系统设计@要实现逻辑无环流可逆调速，就要采用桥式全控整流逆变电路。
要达到电流和转速的超调要求就要设计电流-转速双闭环调速器；逻辑无环流的重要部分就是要采用逻辑控制，保证只有一组桥路工作，另一组封锁。
逻辑控制器可以采用组合逻辑元件和一些分立的电子器件组成，也可用单片机实现，本文使用PLC 来实现逻辑控制；触发电路要保证晶闸管在合适的时候导通或截止，并且要能方便的改变触发脉冲的相位，达到实时调整输出电压的目的，从而实现调速。
保护电路有瞬时过压抑制，过电流保护和过电压保护，当过压或过流时封锁触发脉冲，从而实现保护功能。
3调节器的设计电流调节器的设计3.1.1确定电流调节器的时间常数（1）、整流装置滞后时间常数Ts ： 三相桥式电路平均失控时间Ts = 。
（2）、电流滤波时间常数Toi ：三相桥式电路每个波头的时间是，为了基本滤平波头应有（1~2）Toi = 。
则Toi= …（3）、电流小时间常数i T ∑：按小时间常数近似处理：s T T T oi s i 0037.0=+=∑3.1.2设计电流调节器结构采用含给定滤波和反馈滤波的模拟式PI 型电流调节器，其原理图如图1所示。
图中*i U 为电流给定电压，d I β-为电流负反馈电压，调节器的输出就是电力电子变换器的控制电压c U 。
图1 PI 型电流调速器根据设计要求%5≤i σ，并保证稳态电流无差，可按典型Ⅰ型系统设计电流调节器。
电流环控制对象是双惯性型的，因此可用PI 型电流调节器，其传递函数为：ss K s W i i i ACR ττ)1()(+=[检查对电源电压的抗扰性能：243.30037.0012.0==∑ss T T i l电流调节器超前时间常数：s T l i 012.0==τ取电流反馈系数：A V I U dbl im 0232.02875.110=⨯==*β电流环开环增益：取5.0=∑i I T K ，因此114.1350037.05.05.0-∑===s sT K i I于是，ACR 的比例系数为：3495.00232.03015.0012.014.135=⨯⨯⨯==βτs i I i K R K K 3.1.3校验近似条件,电流环截止频率：114.135-==s K I ci ω 晶闸管整流装置传递函数的近似条件：ci s s sT ω>=⨯=-11.1960017.03131，满足近似条件。
忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件：ci l m s ss T T ω<=⨯=-106.79012.012.01313，满足近似条件。
电流环小时间常数近似处理条件：ci oi s s ss T T ω>=⨯=-18.180002.00017.0131131，满足近似条件。
3.1.4计算调节器电阻和电容}按所用运算放大器取Ω=k R 400，各电阻和电容值为：Ω=Ω⨯==k k R K R i i 98.13403495.00，取Ωk 14F F F R C iii μτ86.01086.01014012.063=⨯=⨯==-，取F μ86.0 F F F R T C oi oi μ2.0102.01040002.044630=⨯=⨯⨯==-，取F μ2.0速度调节器的设计3.2.1电流环的等效闭环传递函数电流环经简化后可视作转速环的一个环节，为此其闭环传递函数为：111)1(1)1()()()(2++=+++==∑∑∑*s K s K T s T s K s T s K s U s I s W II i i I i Ii d cli β)忽略高次项，)(s W cli 可降阶近似为：111)(+=s K s W Icli接入转速环内，电流环等效环节的输入量应为)(s U i *，因此电流环在转速环中应等效为：111)()()(+≈=*s K s W s U s I Icli i d ββ 3.2.2确定转速调节器的时间常数电流环等效时间常数：s s T K i I0074.00037.0221=⨯==∑ 转速滤波时间常数：s T on 012.0=转速环小时间常数：按小时间常数近似处理，取,s s s T K T on In 0194.0012.00074.01=+=+=∑电压反馈系数：r V r Vn U N nm min 0067.0min150010⋅===*α3.2.3转速调节器结构设计采用含给定滤波和反馈滤波的模拟式PI 型转速调节器，其原理图如图2所示。