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课程设计指导书第四五六章

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采用直流互感器检测比交流互感器复杂,快速性稍差.但它用一台直流互感器取代三台交流互感器,使检测装置大为简化,且输出信号功率大,具有电气隔离.目前国内定型生产的BLZ系列产品已被广泛应用。 4.以霍尔效应电流变换器作为检测元件

霍尔变换器的线性度好、无惯性、装置简单,但是输出电压一般为mV级,使用时须附加电压放大器。此外由于霍尔元件薄而脆,安装和使用时须特别小心,并应采取措施防止外界电磁干扰。其线路原理可参阅有关专业书刊。

由此可见,系统对于电流反馈环节的基本要求是:

图4-6 带给定滤波和电流反馈滤波 的PI型电流调节器 1)电流反馈信号Ui要保证10V左右。

Ui信号大小取决于转速调节器ASR输出

**限幅值Uim的整定,即Uim?Uim??Idm???IN 。

2)对电流反馈信号要求进行滤波,滤掉交流分量。但滤波时间常数

Toi?1R0Coi不得过大,否则将使电流环的等效时间常数T?i过大,限制了电流环4频带的展宽,影响电流响应的快速性.为抵消电流反馈通道滤波惯性的影响,在电流调节器给定通道需设置给定滤波环节。并使两者时间常数大小相等。见图4-6。

三、电压检测环节

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在调速系统中常用整流装置主回路的直流电压作为电压反馈信号,最简单的方法是在尽量靠近电动机电枢两端的位置(主回路平波电抗器之后),直接引出直流电压反馈信号,但其输入与输出之间没有电气隔离,容易造成事故。这种方法只适用于小容量系统中。

在较大容量系统中,主回路直流电压都在数百伏以上,而控制回路电压一般都在±15v左右,故必须设置直流电压隔离器。利用直流电压隔离器,将输入的直流电压U_调制成方波,通过变压器的磁耦合,再将交流方波解调成较小的直流反馈信号Uu,如图4-7所示。

直流电压隔离器常用的有二极管开关型、三极管开关型和利用晶闸管(1A以下)的反向开关特性组成的晶闸管型电压隔离器。前两种,不仅能反映直流电压大小,又能反映电压方向,故既可用于不可逆调速系统,也适用于可逆

系统;而后者仅能反映电压大小,故只能用于不可逆系统。由于后者具有电路简单、调整方便、线性度好等特点,故在不可逆系统中得到了广泛的应用。

图4-7 直流电压隔离器原理图

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图4-8 直流电压隔离器的线路图 a)二极管开关型 b)晶闸管型 电压隔离器在直流调速系统中是标准的控制单元插件,线路设计一般采用标准的典型线路。图4-8是电压隔离器的两种典型线路,其工作原理读者可自行分析。

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第二节 调节器的选择与调整

作为系统校正环节的调节器,是控制电路的关键部件,在系统中使用各种类型的调节器可实现输入输出的P、I、D、PI、PD、PID等多种运算关系。调节器的选择与参数整定是系统设计中极其重要的一环,它对系统静、动态性能指标的优劣起着决定作用。调速系统对调节器的一般要求是:

1) 节器须能够调零,如果调节器在比例状态下不能调零,当输入为零时,输出较大,则应更换器件。

2) 过调整消振电路参数,能消除高频振荡。

3) 节器的正、负输出电压不能过小,一般要求输出电压接近直流稳压电源电压(±15v)。对于PI调节器一般都要求输出限幅。

4) 调速系统中具有积分作用的电流和转速调节器,必须设置调节器锁零环节。

5) 节器的工作电源为直流稳压电源(±15v或±12v)。一、调节器实用线路示例

系统中所用调节器随着电子元器件集成化的发展,使得线路大为简化,且性能优良、调试方便、运行可靠、成本降低,故目前已普遍采用线性集成电路运算放大器组成多种型式的调节器。图4-9是由5G24线性组件组成的PI调节器。它由土15V直流稳压电源供电,其允许最大输出电流为±10mA,一般不用功放电路。

5G24管脚功能: 2为反相输入端,3为同相输入端,7为+15v电源,4为-15V电源,6是输出端,8和9间接消振电容Cf ,1和5间外接调零电位器RP。放大器入口外接限幅二极管VD1、VD2用来限制非共模输入信号幅值以保护组件;二极管VD3、VD4和电位器RP1、RP2组成柑位反馈限幅电路;反馈回路接入R1、C1,构成PI调节器。

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图4-9 5G24组成的PI调节器

目前我国生产的线性组件型号很多,这里不再一一举例,读者可查阅有关专业书刊。

二、调节器限幅

调速系统中,为了保护电气设备和机械设备的安全,须限制电动机的最大电流、最大电压以及晶闸管变流装置的?min和?min角等,一般都要求对调节器输出限幅。调节器输出限幅值的计算与整定是系统设计和调试工作中十分重要的环节。实现限幅的方法大体有两类,即外限幅和内限幅,电路图如图4-10所示。图4-9就是利用二极管箝位的内限幅电路。

三、调节器锁零

前已述及,系统中引入PI调节器,即使系统在停车期间,未加给定信号,由于其积分作用,调节器在干扰信号作用下也会有较大的输出电压。这个输出信号送给

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课程设计指导书第四五六章

采用直流互感器检测比交流互感器复杂,快速性稍差.但它用一台直流互感器取代三台交流互感器,使检测装置大为简化,且输出信号功率大,具有电气隔离.目前国内定型生产的BLZ系列产品已被广泛应用。4.以霍尔效应电流变换器作为检测元件霍尔变换器的线性度好、无惯性、装置简单,但是输出电压一般为mV级,使用时须附加电压放大器
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