《课程设计指导书》word版

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1、第四章调速系统控制单元的确定和调整第一节检测环节直流调速系统当控制方案和主电路图的连接形式、元件选择确定以后，就应进行系统控制单元的选择和调整，它是保证系统正常运行的重要环节。下面简要介绍系统控制单元设计中的主要内容和需注意的问题。一、检测环节根据反馈控制原理为了构成闭坏直流调速系统，提高系统运行指标，必须对系统控制对象的多种参量进行检测，其中最基本的转速，电流电压等反馈信号。精确、快速地检测这些信号是调速系统可靠工作的基本保证。系统对检测环节总的要求是:1）检测环节本身精度高，误差小，以保证系统的控制精度。2）检测单元和反馈通道惯性小，反应快。3）检测环节本

2、身工作要可靠。4）检测环节的输入，输出特性呈线性关系。(一)转速检测及其测速发电机。常用的转速检测装置是各种测速发电机和脉冲测速装置。由于直流测速发电机无需另设整流装置，且无剩余电压，故在直流调速系统中转速反馈信号广泛采用直流测速发电机，将转速转换成电压。直流测速发电机有他励式，永磁式两类。型号有ZCF，ZYS(永磁)，ZYSH(永磁)，YD(高灵敏度)几种。57他励式测速发电机体积小，用稳流源供给励磁时，速度特性比较稳定。永磁式测速发电机不需要专门的稳流励磁电源，性能稳定，但体积稍大，价格较贵，使用时环境温度不宜高，不能有强烈振动，否则将使永久磁铁的磁性减弱

3、，以至消失，这一点须引起注意。实际运用时，测速发电机的负载电流不得过大，其外接电阻不得小于规定的最小负载电阻。如ZCF110型测速发电机，一般取负载电阻左右。为减小输出纹波电压影响，应选用换向片数较多的直流测速发电机。如选用高灵敏度的测速发电机，它的线性精度可达到0.01%～0.05%。选用测速发电机时还须注意使测速发电机转速与电动机转速相匹配。由于测速发电机和电动机联接的安装质量对转速反馈的影响很大，故尤应给予特殊注意。常用的安装方式，测速发电机与电动机刚性联接或采用特殊联接的方法，在轴向硬联接，横向可以自由活动以克服偏心所造成的影响。总之，问题的关键是要保

4、证两个电机轴联接时的同心度，当测速发电机转速与电动机转速不一致的场合要设置变速机，如用变速齿轮或履带式塑料皮带相联。二、电流检测环节电流反馈环节的输入信号是主电路的电流量，经变换后获得输出为直流电压的反馈量，根据电流反馈环节的组成，常用的电流反馈方式和检测元件有下面几种：1.利用整流桥直流侧的电阻作检测元件MIdLrRcVTH3~Ui图4-1利用直流侧电阻的电流检测线路在主电路直流侧串接低阻值电阻以取得电流检测信号，如图4-1所示。这种电流检测方法，在电阻上会产生压降或损耗。有时可利用电动机的换向绕组和补偿绕组上的压降作为电流信号。上述方法主电路与控制电路在电

5、路上需接入电流隔离器。将作为隔离输入信号，隔离器的输出再作为电流反馈信号。572.以交流电流互感器作为检测元件对于整流电路而言，输出的直流电流与交流侧的输入电流有一定的关系，即式中，为与整流电路型式有关的比例关系，如三相桥式电路，。所以可以采用交流电流互感器检测，然后经整流后获得，以反映直流电流的大小，但不反映电流极性。这种检测方式线路简单、经济、隔离性好，得到广泛应用。电流互感器的联接方法，在单相电路中其联接比较简单在三相电路中，一般有两种，Y形（用三台电流互感器）和V形（用两台）联结，线路见图4-2。对于定型生产的电流互感器，额定容量是10（或15）VA，

6、二次电流是5A，允许负载电阻很小，得不到一般控制系统所需10V以上的电压，故应采用LZK-1系列控制专用电流互感器。在200A以上的大容量系统中，常采用在标准互感器后面再加一级5A：0.1A的互感器，以扩大互感器变压比，使二次电流减小，负载电阻可达200Ω以上，可满足系统对反馈信号电压较大的要求。线路见图4-3。使用交流互感器应注意下面几点：图4-2交流电流互感器的联结方法a)Y联结b)V联结57图4-3两级交流电流互感器的联结方法1)交流互感器一次电流应根据整流装置输出最大电流来选择。2)工作时二次绕组不允许开路，以防人身和设备事故。图4-4交流电流互感器的

7、曲折联结3)二次绕组一端应接地．4)带负载情况下，拆除二次绕组时，首先应将其短路．5)具有续流二极管的半控桥式整流电路不能采用交流检测．6)交流互感器正常工作时不允许饱和。如在三相零式整流电路中采用交流侧检测方案，则电流互感器应改为曲折联接，以免引起交流互感器的直流磁化而无法工作，线路见图4－4。3．以直流电流互感器作为检测元件直流电流互感器实际上是一个由交、直流同时控制的磁性元件，直流电流57变化时，磁路中的磁化状态发生变化，从而使其二次侧交流输出量发生改变，然后经整流后得到反馈信号。图4－5是其两种形式的联结方式。目前国产的直流互感器的两个铁心、直流母线及

8、二次交流绕组已做成一体，外部引线只有两