它是由两个山形电平检测器和开关延时电路组成。
(1)DZS前半部分别由线性集成电路A1:A和A1:B组成二个山形电平检测器,山形电平检测器的输入输出特性如图1.2所示,输入电压是指1或2端送入的电压(S3放在封锁位),输出电压是指在4或5上得到的电压。调整参数到输出电压突跳的几个输入电压为:
Ua=―0.2V Ub=―0.07V Uc=+0.07V Ud=+0.2V
输出正向电压无限幅,约为+12V,输出负向电压用二极管VD9和VD10箝位到―0.7V。
(2)DZS的后关部为开关延时电路
(a)当1和2端电压绝对值均小于0.07V,则4和5得到的电压都为+15V,高电平为“1”态,输入单与门4011,其输出10脚也为“1”态,二极管VD11截止,这样单与非门的输入为“1”态,输出3脚为“0”态,VD12导通,使稳压管VST不能击穿,所以三极管VT1截止,从而3端输出为0V。
(b)当1和2端电压绝对值或其中之一或二者都大于0.2V时,则在4和5上或者4为―0.7V,或者5为―0.7V,或者4、5均为―0.7V,低电平为“0”态,三种情况输入D:C,其输出都为“0”态,VD11导通,接0V,D:A输入为“0”态,其输出为“1”态,使VD12截止,稳压管VST在30V的电压作用下而击穿,VT1饱和导通,可使3端输出为―15V。
(c)当已在(b)的情况,3端子输出为―15V,此时D:C的输出为0V,D:A上输入电压接近0V。若要回到(a)的情部,则D:C的输出先由“0”态变成“1”态,VD11截止,D:A上输入上电压应为+15V,但电容C5二端电压不能突变,+15V电源通过R27对C5充电,C5电压逐步上升,上升到一定数值后D:A的输出由“1”态变为“0”态,从而使3端输出为0V,所以3端由―15V变为0V有一延时时间,其延时长短取决于R27C5的充电回路时间常数。
(d)钮子开关S3有二个位置,放在“封锁位”,用在调速系统正常工作的情况,即为上述分析情况,放在“解除位”,A1:A组成的山形电平检测器输入总是+15V,3端子电位总是―15V,使各调节器解除封锁,以便单独调试调节器用。
1.2 FBS(速度变换器)
速度变换器(FBS)用于转速反馈的调速系统中,将直流测速发电机的输出电压变换成适用于控制单元并与转速成正比的直流电压,作为速度反馈。
其原理图如图1.3所示。
使用时,将测速发电机的输出端接至速度变换器的输入端1和2。分两路输出。
(1)一路经电位器RP2至转速表,转速表(0??2000n/s)已装在电机导轨上。
(2)另一路经电阻及电位器RP,由电位器RP中心抽头输出,作为转速反馈信号,反馈强度由电位器RP的中心抽头进行调节,由电位器RP输出的信号,同时作为零速封锁反映转速的电平信号。
元件RP装在面板上。 1.3 ASR(速度调节器)
速度调节器ASR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。
它由运算放大器,输入与反馈网络及二极管限幅环节组成。其原理图如图1.4所示。
转速调节器ASR也可当作电压调节器AVR来使用。
速度调节器采用电路运算放大器,它具有两个输入端,同相输入端和倒相输入端,其输出电压与两个输入端电压之差成正比。电路运算放大器具有开环放大倍数大,零点漂移小,线性度好,输入电流极小,输出阻抗小等优点,可以构成理想的调节器。图1.4中,由二极管VD4,VD5和电位器RP2,RP3组成正负限幅可调的限幅电路。由C2,R9组成反馈微分校正网络,有助于抑制振荡,减少超调,R15,C1组成速度环串联校正网络。场效应管V5为零速封锁电路,当4端为0V时VD5导通,将调节器反馈网络短接而封锁,4端为-13V时,VD5夹断,调节器投入工作。RP1为放大系数调节电位器。
元件RP1,RP2,RP3均安装在面板上。电容C1两端在面板上装有接线柱,电容C2两端也装有接线柱,可根据需要外接电容。 1.4 ACR(电流调节器)
电流调节器适用于可控制传动系统中,对其输入信号(给定量和反馈量)时进行加法、减法、比例、积分、微分,延时等运算或者同时兼做上述几种运算。以使其输出量按某种予定规律变化。其原理图如图1.5所示。它是由下述几部分组成:运算放大器,两极管限幅,互补输出的电流放大级、输入阻抗网络、反馈
阻抗网络等。
电流调节器与速度调节器相比,增加了4个输入端,其中2端接过流推?信号,来自电流变换器的过流信号U?,当该点电位高于某值时,VST1击穿,正信号输入,ACR输出负电压使触发电路脉冲后移。UZ、UF端接逻辑控制器的相应输出端,当这二端为高电平时,三极管V1、V2导通将Ugt和Ugi信号对地短接,用于逻辑无环流可逆系统。
晶体管V3和V4构成互补输出的电流放大级,当V3、V4基极电位为正时,V4管(PNP型晶体管)截止,V3管和负截构成射极跟随器。如V3,V4基极电位为负时,V3管(NPN型晶体管)截止,V4管和负截构成射极跟随器。接在运算放大器输入端前面的阻抗为输入阻抗网络。改变输入和反馈阻抗网络参数,就能得到各种运算特性。
元件RP1、RP2、RP3装在面板上,C1、C2的数值可根据需要,由外接电容来改变。
1.5 MCL—34挂箱
MCL—34为逻辑无环流可逆直流调速专用挂箱。由AR(反号器)、DPT(转矩器性鉴别器)、DPZ(零电流检测器)、DLC(逻辑控制器)构成。
1.AR(反号器)
反号器AR由运算放大器
及有关电阻组成,如图1.6所示。用于调速系统中信号需要倒相的场合。
反号器的输入信号由运算放大器的反相端接入,故输出电压为
USC=-(RP+R3)/R1 调节RP的可动触点,可改变RP的数值,使RP+R3=R1,则USC=-USR,输入与输出成倒相关系。元件RP装在面板上。
2.DPT(转矩极性鉴别器)
转矩极性鉴别器为一电平检测器,用于检测控制系统中转矩极性的变化;它是一个模数转换器,可将控制系统中连续变化的电平转换成逻辑运算所需的’0”、”1”状态信号。其原理图如图1.7所示。转矩极性鉴别器的输入输出特性如图1.8所示,具有继电特性。调节同相输入端电位器可以改变继电特性相
对于零点的位置。特性的回环宽度为
Uk=Usr2-Usr1=K1(Uscm2-Uscm1) 式中K1为正反馈系数,K1越大,则正反馈越强,回环宽度就越大,Usr2和Usr1分别为输出由正翻转到负及由负翻转到正所需的最小输入电压;Uscm2和Uscm1分别为正向和负向饱和输出电压。
逻辑控制系统中的电平检测环宽一般取0.2?0.6V,环宽大时能提高系统抗干扰能力,但环太宽时会使系统运作迟钝。
3.DPZ(零电流检测器)
零电流检测器也是一个电平检测器,其工作原理与转矩极性鉴别器相同,在控制系统中进行零电流检测,其原理图和输入输出特性分别如图1.9和图1.10所示。
4.DLC(逻辑控制器)
逻辑控制器适用于直流电动机可控硅无环流反并联供电的调压调速系统中,它对转矩极性指令和主回路零电流信号进行逻辑运算,切换加于正组桥或反组桥可控硅整流装置上的触发脉冲。逻辑电路除了功率输出级外,全部采用CMOS集成化与非门电路组成。对于与非门电路来说,只有当输入端全部为“1”信号(高电平)时,其输出才为零(低电平);只要输入端中任一个“0”信号,其输出便为“1”信号。其原理图如图1.11所示。DLC主要由逻辑判断电路,延时电路,逻辑保护电路,推?环节等组成。
A.逻辑判断环节 逻辑判断环节的任务是根据转矩极性电平检测器和零电流电平检测器的输出UM和UI状态,正确地判断晶闸管的触发脉冲是否需要进行切换(由UM是否变换状态决定)及切换条件是否具备(由UI是否由“0”态变“1”态决定)。即当UM变换后,零电流检测器检测到主电路电流过零(UI =“1”)时,逻辑判断电路立即翻转,同时应保证在任何时刻逻辑判断电路的输出UZ和UF状态必须相反。
B.延时环节 要使正,反两组整流装置安全,可靠地切换工作,必须在逻辑无环流系统中逻辑判断电路发出切换指令UZ或UF后。经关断等待时间t1(3ms)和触发等待时间t2(10ms)之后才能执行切换指令,故设置相应的延时电路,电路中VD1、C1, VD2、C2起t1的延时作用,VD3、C3,、VD4、C4起t2的延时作用。
C.逻辑保护环节 逻辑保护环节也称多一保护环节。当逻辑电路发生故障时,UZ、UF的输出同时为”1”状态,逻辑控制器两个输出端Ublr和Ublf全为”0”状态,造成两组整流装置同时开放,引起短路环流事故。加入逻辑保护环节后,当UZ、UF全为”1”状态时,使逻辑保护环节输出”A”点电位变为”0”,使Ublf和Ublr都为高电平,两组触发脉冲同时封锁,避免产生短路环流事故。
D.推?环节 在正,反桥切换时,逻辑控制器中D2:10输出”1” 状态信