控制器(DLC)的設計

無環(huán)流邏輯控制環(huán)節(jié)無環(huán)流邏輯控制環(huán)節(jié)是邏輯無環(huán)流系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它的任務是，當需要切換到正組晶閘管VF工作時，封鎖反組觸發(fā)脈沖而開放正組脈沖；當需要切換到反組VR工作時，封鎖正組而開放反組。應根據(jù)什么信息來指揮；邏輯控制環(huán)節(jié)的切換動作呢？粗看起來，似乎轉(zhuǎn)速給定信號U*的極性可以決定正組或反組工作，但仔細分析一下，就知道這是不n行的。當電機反轉(zhuǎn)時固然需要開放反組，在正傳運行中要制動或減速時，也要利用反組逆變來實現(xiàn)回饋制動，可是這時U*并未改變極性。由邏輯控制無環(huán)流可n逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理圖可以發(fā)現(xiàn)，ASR的輸出信號U*能夠勝任這項工作，反i轉(zhuǎn)運行和正轉(zhuǎn)制動都需要電機產(chǎn)生負的轉(zhuǎn)矩；反之，正轉(zhuǎn)運行和反轉(zhuǎn)制動都需要電機產(chǎn)生正的轉(zhuǎn)矩，U*的極性恰好反映了電機電磁轉(zhuǎn)矩方向的變化。因此，采i用u*作為邏輯控制環(huán)節(jié)的一個輸入信號，稱作“轉(zhuǎn)矩極性鑒別信號”iU*極性的變化只是邏輯切換的必要條件，還不是充分條件。從有環(huán)流可逆i系統(tǒng)制動過程的分析中，例如，當正向制動開始時，U*的極性由負變正，但當i實際電流方向未變以前，仍需保持正組開放，以便進行本組逆變，只有當實際電流降到零的時候，才應該給DLC發(fā)出命令，封鎖正組，開放反組，轉(zhuǎn)入反組制動。因此，在U*改變極性以后，還需要等到電流真正到零時，再發(fā)出“零電流i檢測”信號u，才能發(fā)出正、反組切換指令，這就是邏輯控制環(huán)節(jié)的的二個輸i0入信號。由此可見，電流給定極性鑒別信號和零電流檢測信號是正，反組切換的控制信號，只有這兩個條件都具備，并經(jīng)過必要的邏輯判斷后，才可以使DLC發(fā)出切換的指令。邏輯切換指令發(fā)出后并不能馬上執(zhí)行，還需經(jīng)過兩段延時時間，以確保系統(tǒng)的可靠工作，這就是：封鎖延時t和開放延時t。dbldt封鎖延時：從發(fā)出切換指令到真正封鎖掉原來工作的那組脈沖之間，應該留出來的等待時間。因為電流未降到零以前，其所含的脈動分量是時高時低的。而檢測零電流的電平檢測器總有一個最小動作電流i,如果脈動的電流瞬時低于i00而實際上仍在連續(xù)變化時，就將檢測到的零電流信號發(fā)出去，封鎖本組脈沖，這時本組正出在逆變狀態(tài)，勢必會造成逆變顛覆。設置封鎖延時之后，檢測到的零

電流信號等待一段時間t，仍不見超過I，說明電流確已斷開，這時再封鎖本dbl 0組脈沖就沒有什么問題了。開放時間：從封鎖原工作組脈沖到開放另一組脈沖之間的等待時間。為什么開放另一組又要等待一段時間呢？因為在封鎖原工作組脈沖時，已被觸發(fā)的晶閘管要到電流過零時才真正關(guān)斷，而且在關(guān)斷之后還要過一段時間才能恢復阻斷能力，如果在這之前就開放另一組晶閘管，仍可能造成兩組晶閘管同時導通，必須等待一段時間t，才允許開放另一組脈沖。dt最后，在DLC中還必須設置連鎖保護電路，使其輸出信號u和u以“0”blf blr和“1”的數(shù)字信號形式來執(zhí)行兩組封鎖與開放的作用，“0”表示封鎖，“1”表示開放，二者不能為“1”，以確保兩組不會同時開放。綜上所述，對無環(huán)流邏輯控制器的要求可歸納如下：有點流給定信號u*的極性和令電流檢測信號u共同發(fā)出邏輯切換指ii0令。當改變極性，且令電流檢測器發(fā)出“零電流”信號時，允許封鎖原工作組，開放另一組。發(fā)出切換指令后，須經(jīng)過封鎖延時時間t才能封鎖原導通組脈沖；再dbl經(jīng)過開放延時時間t后，才能開放另一組脈沖。dt無論在任何情況下，兩組晶閘管絕對不允許同時加觸發(fā)脈沖，當一組工作時，另一組觸發(fā)脈沖必須被封鎖住。邏輯控制無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的實現(xiàn)對無環(huán)流邏輯控制器的要求，邏輯控制器的輸入是轉(zhuǎn)矩極性鑒別和零電流信號,輸出是封鎖正組脈沖和封鎖反組脈沖的信號，即由圖所示的電平檢測、邏輯電路、延時電路和邏輯保護四部分組成。電流給定

極性信號零電流檢測信號U*i■U電流給定

極性信號零電流檢測信號U*i■U電平檢測邏輯判斷延時電路連鎖保護—Ui0U—blfU—blr圖無環(huán)流邏輯控制器DLC的組成-封鎖正組脈沖4封鎖反組脈沖電平檢測電平檢測的功能是用來測定轉(zhuǎn)矩極性和主電路電流I的“有”或“無”。因此，d其輸入為電流給定U*和零電流檢測信號U，經(jīng)轉(zhuǎn)換，變成相應的T”或“0”的數(shù)ii0字量，供邏輯判斷用。實際的電平檢測器采用帶正反饋的運算放大器組成，工作于繼電狀態(tài)。邏輯電路邏輯電路的作用是判別電平檢測器的輸出信號u和U，經(jīng)運算產(chǎn)生觸發(fā)TZ脈沖的切換信號U和U。例如系統(tǒng)正向運轉(zhuǎn)時,轉(zhuǎn)矩極性信號U*為負，U為T，F(xiàn)RiT正向啟動瞬間主電路電流無，u為0,u為T”，正組變流器有脈沖，u為“0”，i0ZR反組無脈沖。延時電路前已述及在邏輯電路發(fā)出脈沖切換指令U和U之后，為保證主電路電流為FR零，再進行脈沖切換動作。因此，切換指令需經(jīng)過開放組的關(guān)斷等待延時t和dbl封鎖組的觸發(fā)等待延時t兩次延時時間，才能實施切換。延時電路有HTL與非dt門和二極管VD及電容C組成，其中vd和c組成關(guān)斷等待延時電路，t=3s；11 dblVD和C構(gòu)成觸發(fā)等待延時電路，t=7s。22 dt邏輯保護電路邏輯保護電路的作用是一旦輸出信號U'和U'都為T”時，與非門輸出點aFR的電位變化為“0”，使正、反兩組脈沖同時封鎖，以避免兩組變流器同時工作而發(fā)生環(huán)流。而正常工作時，u和u總有一個為“1”，另一個為“0”，則與非門輸FR出點A的點位始終為“1”，正、反兩組觸發(fā)脈沖正常切換。系統(tǒng)的動態(tài)響應無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)過程可分為三個主要階段：起動階段。如果可逆調(diào)速系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制方法，其起動過程與不可逆調(diào)速系統(tǒng)的起動過程相同，ASR飽和，由ACR起主要作用，在允許最大電流限制下使轉(zhuǎn)速基本上按線性變化的“準時間最優(yōu)控制”。正向運行階段。ASR退飽和后，進行轉(zhuǎn)速誤差調(diào)節(jié)，系統(tǒng)進入穩(wěn)態(tài)。正向制動階段。在這一階段首先通過VF的逆變使電流下降過零，并封鎖脈沖使其關(guān)閉；然后開通VR，使其建立電流并達到最大電流i，此時電動機進dm入制動階段