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逻辑控制的无环流可逆系统

2016-11-09 12:41:20 | 人围观 | 评论:

    逻辑控制的无环流可逆系统是应用最广泛的可逆系统。
    本节将着重讨论逻辑控制的无环流可逆系统的系统结构、控制原理和电路设计。
    (一)系统组成和工作原理
    1. 系统的组成
    逻辑控制的无环流可逆调速系统(以下简称“逻辑无环流系统”)的原理框图示于下图: 


    ◎ 系统结构的特点
    ・主电路
    ① 采用VF、VR反并联线路;
    ② 由于没有环流,不用设置环流电抗器;
    ③ 仍保留平波电抗器 L d ,以保证稳定运行时电流波形连续;
    ・控制系统
    ① 采用转速、电流双闭环方案;
    ② 电流环分设两个电流调节器,1ACR用来控制正组触发装置GTF,2ACR控制反组触发装置GTR;
    ③ 1ACR 的给定信号经反号器 AR 作为2ACR的给定信号,因此电流反馈信号的极性不需要变化,可以采用不反映极性的电流检测方法。
    ④ 为了保证不出现环流,设置了无环逻辑控制环节DLC,这是系统中的关键环节。它按照系统的工作状态,指挥系统进行正、反组的自动切换,其输出信号 Ublf 用来控制正组触发脉冲的封锁或开放,Ublr 用来控制反组触发脉冲的封锁或开放。
    (二)可逆系统对无环流逻辑控制器的要求
    ◎逻辑装置的任务是:在正组可控硅 VF工作时封锁反组脉冲,在反组可控硅 VF工作时封锁正组脉冲。二者必居其一,决不允许两组同时开放,从而保证主电路没有产生环流的可能。
    1. DLC的输入要求
    分析V-M系统四象限运行的特性,有如下共同特征:
    正向运行和反向制动时,电动机转矩方向为正,即电流为正;
    反向运行和正向制动时,电动机转矩方向为负,即电流为负。
    因此,应选择转矩信号作为 DLC 的输入信号。
    ① 用U*i 极性决定工作组别
    由于ACR的输出信号正好代表了转矩方向,即有:
    ・正向运行和反向制动时,U *i= - 正组;
    ・反向运行和正向制动时,U *i= + 反组。又因为 U*i 极性的变化只表明系统转矩反向的意图,转矩极性的真正变换还要滞后一段时间。只有在实际电流过零时,才开始反向( 以防止造成本桥逆变颠覆),因此,需要检测零电流信号作为 DLC 的另一个输入信号。
    ② I d=0 决定动作时刻→U io检测零电流信号


    逻辑控制器DLC两个输入U *i 、U io
    2. DLC的输出要求
    ・正向运行:VF整流,开放VF,封锁VR;
    ・反向制动:VF逆变,开放VF,封锁VR;
    ・反向运行:VR整流,开放VR,封锁VF;
    ・正向制动:VR逆变,开放VR,封锁VF;
    因此,DLC的输出有两种状态:
    VF开放 ― U blf = 1,VF封锁 ― U blf = 0;
    VR开放 ― U blr = 1,VR封锁 ― U blr = 0。
    3. 模/数转换
    对输入信号U *i 、U io进行转换,将模拟量转换为开关量,由电平检测环节完成。
    4. 逻辑判断
    根据输入信号,做出正确的逻辑判断。
    5. 延时电路
    为保证两组晶闸管装置可靠切换,需要有两个延时时间:
    ① t1延时 封锁― 关断等待时间,以确认电流已经过零,而非因电流脉动引起的误信号;
    ② t2开放延时 ― 触发等待时间,以确保被关断的晶闸管已恢复阻断能力,防止其重新导通。


    无环流逻辑控制环节是逻辑无环流系统的关键环节,它的任务是:当需要切换到正组晶闸管VF工作时,封锁反组触发脉冲而开放正组脉冲;当需要切换到反组VR工作时,封锁正组而开放反组。通常都用数字控制,如数字逻辑电路、微机软件、plc等,用以实现同样的逻辑控制关系。


    逻辑无环流系统的评价
    优点
    ・省去环流电抗器,没有附加的环流损耗;
    ・节省变压器和晶闸管装置等设备的容量;
    ・降低因换流失败而造成的事故。
    缺点
    ・由于( 正组←→反组切换时 )延时造成了电流换向死区;
    ・过渡过程较慢。





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