(1)电流反馈与过流保护的输入端TA1、TA2、TA3,来自电流互感器的输出端,反映负载电流大小的电压信号经三相桥式整流电路整流后加至RP1、RP2、及R1、R2、VD7组成的3条支路上,其中:
①R2与VD7并联后再与R1串联,在其中点取零电流检测信号从1脚输出,供零电平检测用。当电流反馈的电压比较低的时候,“1”端的输出由R1、R2分压所得,VD7截止。当电流反馈的电压升高的时候,“1”端的输出也随着升高,当输出电压接接近0.6V左右时,VD7导通,使输出始终保持在0.6V左右。
②将RP1的滑动抽头端输出作为电流反馈信号,从“2”端输出,电流反馈系数由RP1进行调节。
③RP2的滑动触头与过流保护电路相连,调节RP2可调节过流动作电流的大小。 (2)当电路开始工作时,由于电容C2的存在,V3先与V2导通,V3的集电极低电位,V4截止,同时通过R4、VD8将V2基极电位拉低,保证V2一直处于截止状态。
(3)当主电路电流超过某一数值后,RP2上取得的过流电压信号超过稳压管V1的稳压值,击穿稳压管,使三极管V2导通,从而V3截止,V4导通使继电器K动作,控制屏内的主继电器掉电,切断主电源,挂件面板上的声光报警器发出告警信号,提醒操作者实验装置已过流跳闸。调节RP2的抽头的位置,可得到不同的电流报警值。
(4)过流的同时,V3由导通变为截止,在集电极产生一个高电平信号从“3”端输出,作为推β信号供电流调节器使用。
(5)SB为解除过流记忆的复位按钮,当过流故障己经排除,则须按下SB以解除记忆,才能恢复正常工作。当过流动作后,电源通过SB、R4、VD8及C2维持V2导通,V3截止、V4导通、继电器保持吸合,持续告警。只有当按下SB后,V2基极失电进入截止状态,V3导通、V4截止,电路才恢复正常。
元件RP1、RP2、SB均安装在该挂箱的面板上,以方便操作。 2、给定
给定的原理图如图1-18所示。
图1-18 电压给定原理图
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电压给定由两个电位器RP1、RP2及两个钮子开关S1、S2组成。S1为正、负极性切换开关,输出的正、负电压的大小分别由RP1、RP2来调节,其输出电压范围为0~士l5V,S2为输出控制开关,打到“运行”侧,允许电压输出,打到“停止”侧,则输出为零。
按以下步骤拨动S1、S2,可获得以下信号:
(1)将S2打到“运行”侧,S1打到“正给定”侧,调节RP1使给定输出一定的正电压,拨动S2到“停止”侧,此时可获得从正电压突跳到0V的阶跃信号,再拨动S2到“运行”侧,此时可获得从0V突跳到正电压的阶跃信号。
(2)将S2打到“运行”侧,S1打到“负给定”侧,调节RP2使给定输出一定的负电压,拨动S2到“停止”侧,此时可获得从负电压突跳到0V的阶跃信号,再拨动S2到“运行”侧,此时可获得从0V突跳到负电压的阶跃信号。
(3)将S2打到“运行”侧,拨动S1,分别调节RP1和RP2使输出一定的正负电压,当S1从“正给定”侧打到“负给定”侧,得到从正电压到负电压的跳变。当S1从“负给定”侧打到“正给定”侧,得到从负电压到正电压的跳变。
元件RP1、RP2、S1及S2均安装在挂件的面板上,方便操作。此外由一只3位半的直流数字电压表指示输出电压值。要注意的是不允许长时间将输出端接地,特别是输出电压比较高的时候,可能会将RP1、RP2损坏。
3、转速变换
转速变换用于有转速反馈的调速系统中,它将反映转速变化并与转速成正比的电压信号变换成适用于控制单元的电压信号。图1-19为其原理图:
图1-19 速度变换
使用时,将DD03-2(或DD03-3)导轨上的电压输出端接至转速变换的输入端“1”和“2”。输入电压经R1和RP1分压,调节电位器RP1可改变转速反馈系数。
4、速度调节器
速度调节器的功能是对给定和反馈两个输入量进行加法、减法、比例、积分和微分等运算,使其输出按某一规律变化。速度调节器由运算放大器、输入与反馈环节及二极管限幅环节组成。其原理见图1-20。
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在图1-20中“1、2、3”端为信号输入端,二极管VD1和VD2起运放输入限幅,保护运放。二极管VD3、VD4和电位器RP1、RP2组成正负限幅可调的限幅电路。由C1、R3组成微分反馈校正环节,有助于抑制振荡,减少超调。R7、C5组成速度环串联校正环节,其电阻、电容均从DJK08挂件上获得。改变R7的阻值改变了系统的放大倍数,改变C5的电容值改变了系统的响应时间。RP3为调零电位器。
图1-20速度调节器原理图
电位器RP1、RP2、RP3均安装面板上。电阻R7、电容C1和电容C5两端在面板上装有接线柱,可根据需要外接电阻及电容。
速度调节器的调试 ①调节器调零
将DJK04中“速度调节器”所有输入端接地,再将DJK08中的可调电阻120K接到“速度调节器”的“4”、“5”两端,用导线将“5”、“6”短接,使“电流调节器”成为P (比例)调节器。调节面板上的调零电位器RP3,用万用表的毫伏档测量电流调节器“7”端的输出,使调节器的输出电压尽可能接近于零。
②调整输出正、负限幅值
把“5”、“6”短接线去掉,将DJK08中的可调电容0.47uF接入“5”、“6”两端,使调节器成为PI (比例积分)调节器,然后将DJK04的给定输出端接到转速调节器的“3”端,当加一定的正给定时,调整负限幅电位器RP2,观察输出负电压的变化,当调节器输入端加负给定时,调整正限幅电位器RP1,观察调节器输出正电压的变化。
③测定输入输出特性
再将反馈网络中的电容短接(将“5”、“6”端短接),使速度调节器为P(比例)调节器,在调节器的输入端分别逐渐加入正负电压,测出相应的输出电压,直至输出限幅,并
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画出曲线。
④观察PI特性
拆除“5”、“6”短接线,突加给定电压,用慢扫描示波器观察输出电压的变化规律。改变调节器的放大倍数及反馈电容,观察输出电压的变化。
5、电流调节器
电流调节器由运算放大器、限幅电路、互补输出、输入阻抗网络及反馈阻抗网络等环节组成,工作原理基本上与速度调节器相同,其原理图如图1-22所示。电流调节器也可当作速度调节器使用。元件RP1、RP2、RP3均装在面板上,电容C1、电容C7和电阻R13的数值可根据需要,由外接电阻、电容来改变。
图1-22电流调节器原理
电流调节器与速度调节器相比,增加了几个输入端,其中“3”端接推β信号,当主电路输出过流时,电流反馈与过流保护的“3”端输出一个推β信号(高电平)信号,击穿稳压管,正电压信号输入运放的反向输入端,使调节器的输出电压下降,使α角向180度方向移动,使晶闸管从整流区移至逆变区,降低输出电压,保护主电路。“5、7”端接逻辑控制器的相应输出端,当有高电平输入时,击穿稳压管,三极管V4、V5导通,将相应的输入信号对地短接。在逻辑无环流实验中“4、6”端同为输入端,其输入的值正好相反,如果两路输入都有效的话,两个值正好抵消为零,这时就需要通过“5、7”端的电压输入来控制。在同一时刻,只有一路信号输入起作用,另一路信号接地不起作用。
电流调节器的调试 ①调节器的调零
将DJK04中“电流调节器”所有输入端接地,再将DJK08中的可调电阻13K接“速度
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调节器”的“8”、“9”两端,用导线将“9”、“10”短接,使“电流调节器”成为P(比例)调节器。调节面板上的调零电位器RP3,用万用表的毫伏档测量电流调节器的“11”端,使调节器的输出电压尽可能接近于零。
②调整输出正、负限幅值
把“8”、“9”短接线去掉,将DJK08中的可调电容0.47uF接入“8”、“9”两端,使调节器成为PI(比例积分)调节器,然后将DJK04的给定输出端接到电流调节器的“4”端,当加正给定时,调整负限幅电位器RP2,观察输出负电压的变化,当调节器输入端加负给定时,调整正限幅电位器RP1,观察输出正电压的变化。
③测定输入输出特性
再将反馈网络中的电容短接(将“9”、“10” 端短接),使电流调节器为P调节器,在调节器的输入端分别逐渐加入正负电压,测出相应的输出电压,直至输出限幅,并画出曲线。
④观察PI特性
拆除“9”、“10”短接线,突加给定电压,用慢扫描示波器观察输出电压的变化规律。改变调节器的放大倍数及反馈电容,观察输出电压的变化。
6、反号器
反号器由运算放大器及有关电阻组成,用于调速系统中信号需要倒相的场合,如图1-21。
图1-21反号器原理图
反号器的输入信号U1由运算放大器的反相输入端输入,故输出电压U2为: U2 = -(RP1+R3)/R1×U1
调节电位器RP1的滑动触点,改变RP1的阻值,使RP1+R3=R1,则 U2 = -U1
输入与输出成倒相关系。电位器RP1装在面板上,调零电位器RP2装在内部线路板上(在
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