邏輯無環流直流調速系統實驗
一、實驗目的：
1. 理論聯絡實際，把「自動控制系統」、「電力電子變流技術」等課程所學的理論應用於實際，掌握和鞏固可逆調速系統的組成工作原理和主要優缺點。
2. 熟悉和掌握邏輯無環流可逆調速系統的除錯方法和步驟。
3. 通過實驗，分析和研究系統的動、靜態特性，並研究調節器引數對動態品質的影響。
4. 通過實驗，使同學提高實際操作技能，培養分析和解決問題的能力。
二、實驗內容：
1. 各控制單元除錯。
2. 整定電流反饋係數β，轉速反饋係數a，整定電流保護動作值。
3. 測定開環機械特性及高、低速時的靜特性n=f(id)。
4. 閉環控制特性n=f(id)的測定。
5. 改變調節器引數，觀察、記錄電流和速度起制動的動態波形。
三、實驗要求：
1. 預習：
(1)實驗前必須掌握系統的框圖原理、系統各控制單元的功能和作用。
(2)熟悉ips-1實驗裝置的結構，面板布置及系統主要裝置引數。
(3)擬定實驗的具體操作步驟，列出所需記錄的引數**，實驗前由教師抽查，發現未預習者，不得參加實驗。
2. 實驗技術指標要求：
(1)電流超調量σi% ≤5%，並記錄有關引數對σi%的影響，用理論計算分析誤差的原因。
(2)轉速超調量σn% ≤10%，並記錄有關引數對σn%的影響，用理論計算分析誤差的原因。
(3)用示波器測定，系統起動、制動，由正轉到反轉的過渡時間。
(4)穩態轉速無靜差。
3. 實驗報告內容：
(1)實驗線路組成的方框圖和系統原理圖（2#圖紙）。
(2)實驗的內容、步驟和方法，實驗測定的結果資料和波形圖。
(3)分析系統的相對穩定性、動態波形與引數的關係。
(4)提出對本實驗的改進意見。
四、實驗系統的組成及工作原理：
系統的原理框圖(見圖2)。
圖中：gj(ly101盒)—(見圖1)訊號給定單元，它有兩個輸出端。
輸出1—給定訊號直接輸出端；
輸出2—給定訊號經給定積分器(gi)後輸出。
圖1 給定單元
圖2.系統框圖
asr(ly102盒)—(見圖3)速度調節器(pi)，它保證穩態時速度無靜
差，其輸出限幅值作為電流調節器的最大電流給定，決定電動機最
大的起動電流。
bs[ly102盒\\\\ ly124盒\\end', 'altimg': '', 'w': '106', 'h': '57'}]—速度變換及速度反饋。
dzs(ly102盒)—(見圖4)零速封鎖單元，其作用是：當給定訊號為零時，電動機應停止不動，然而，各調節器的零點漂移將導致電動機爬行，為確保零位時電動機不會爬行，一定要將調節器嚴格鎖零，即通過控制場效電晶體使調節器的輸出和輸入之間短接。
acr(ly103盒)—(見圖5)電流調節器(pi)，它作為電流環內的調節器，可以控制電動機起，制動電流的大小，及時抑制電網擾動對轉速的影響。其輸出的最大限幅值由觸發器gt的移相特性決定，即最大正限幅值決定
αmin的大小，最大負限幅值決定βmin的大小。
bc[ly103盒\\\\ ly124盒\\end', 'altimg': '', 'w': '107', 'h':
'57'}]—電流變換及電流反饋。由三個同型號(5a/0.1a)的交流電流互感器lh接成星形接法，經三相橋式整流後變成極性不可變的直流電壓，並分路送出：
a)過流推β訊號和過流跳閘控制訊號；
b)dpz的零電流輸入訊號uio；
c)電流反饋訊號uif（或ui）。
ar(ly103盒)—(見圖6)反號器。注意：電流反饋訊號的極性總是為「+」，而且，此系統只採用了乙個電流調節器，為保證電流環為電流負反饋環，實現負反饋控制，必須採用乙隻反號器ar，為此，由邏輯dlc的兩個相反端的uf和ur訊號分別控制電流的給定訊號，以實現電流反饋永遠是負反饋。
[圖6]
ct1，mt1(ly105-1盒)—(見圖7)正組橋閘流體的三相移相觸發器和脈衝門。
ct2，mt2(ly105-2盒)—反組橋閘流體的三相移相觸發器和脈衝門。
三相移相觸發器由三片積體電路晶元kj004（或kc04）等組成，
通過kj041而形成六路雙窄脈衝，經脈衝放大和脈衝門mt，去發
三相全控橋閘流體。
三相移相觸發器有兩路輸入訊號，一路是三相交流同步電源，以保證主電路的交流電壓和觸發脈衝保持同步，去正確觸發各相閘流體。另一路是脈衝移動的控制訊號uct，用它來控制觸發器脈衝發出的時刻，從而達到控制閘流體觸發角的目的。
為了從根本上消除系統的靜態環流和脈動環流，則必須在任何時刻只允許開放一組閘流體脈衝，另一組閘流體脈衝被嚴格封鎖，為達此目的，電路上設計了兩個模擬電子開關脈衝門mt1、mt2，邏輯控制器根據系統的工作情況正確發出指令ubif（或ubir）來接通一脈衝門而同時切斷另一脈衝門。
[圖7]
dpt(ly104盒)—(見圖8)轉矩極性鑑別器；
圖8]dpz(ly104盒)—(見圖9)零電流檢測器；
[圖9]
dlc(ly104盒)—(見圖10)邏輯控制器；
[圖10]
wy(ly124板)—±15v直流穩壓電源，供整個控制單元的工作電源。
tm—整流變壓器，接線組別為d，y11。
tb—同步變壓器，接線組別為d，y11。
邏輯無環流系統的主迴路由二組反併聯的三相全控橋組成，由於沒有環流，兩組可控整流橋之間可省去限制環流的均衡電流器，電樞迴路僅串乙個平波電抗器hd。
控制系統主要由速度調節器asr，電流調節器acr，反號器ar，轉矩極性鑑別器dpt，零電流檢測dpz，無環流邏輯控制器dlc，觸發器ct，電流變換及電流反饋bc，速度變換及速度反饋等組成，其系統原理如圖2所示。
正向起動時，給定電壓u*n為正電壓，無環流邏輯控制器的輸出端ubif為「0」態，ubir為「1」態，即正橋觸發脈衝開通，反橋觸發脈衝被封鎖，主迴路正組閘流體處於整流狀態，電動機正向執行。
當給定減小時，u*n＜un，使u*i反向，正組閘流體進入本橋逆變狀態，而此時ubif、ubir則不變，當主電路電流減小並過零後，ubif為「1」態，ubir為「0」態，即進入它橋制動狀態，使電機轉速降至設定的轉速後，再切換成正向執行。當u*n=ov時，則電機停轉。
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