1、案例 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)一、概述現(xiàn)以ZCC1系列晶閘管電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速裝置（簡(jiǎn)稱(chēng)ZCC1系列）為例，來(lái)闡述晶閘管電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)分析、調(diào)試的一般方法與步驟。該裝置的基本性能如下：(1) 裝置的負(fù)荷性質(zhì)按連續(xù)工作制考核。(2) 裝置在長(zhǎng)期額定負(fù)荷下，允許150%額定負(fù)荷持續(xù)二分鐘，200%額定負(fù)荷持續(xù)10秒鐘，其重復(fù)周期不少于1小時(shí)。(3) 裝置在交流進(jìn)線(xiàn)端的電壓為（0.91.05）380伏時(shí)，保證裝置輸出端處輸出額定電壓和額定電流。電網(wǎng)電壓下降超過(guò)10%范圍時(shí)輸出額定電壓同電源電壓成正比例下降。(4) 裝置在采用轉(zhuǎn)速反饋情況下，調(diào)速范圍為201，在電動(dòng)機(jī)負(fù)載從10%100%額定電流變

2、化時(shí)，轉(zhuǎn)速偏差為最高轉(zhuǎn)速的0.5%（最高轉(zhuǎn)速包括電動(dòng)機(jī)弱磁的轉(zhuǎn)速）。轉(zhuǎn)速反饋元件采用ZYS型永磁直流測(cè)速發(fā)電機(jī)。(5) 裝置在采用電動(dòng)勢(shì)反饋（電壓負(fù)反饋、電流正反饋）時(shí)，調(diào)速范圍為101，電流負(fù)載從10%100%變化時(shí)，轉(zhuǎn)速偏差小于最高轉(zhuǎn)速的5%（最高轉(zhuǎn)速包括電動(dòng)機(jī)弱磁的轉(zhuǎn)速）。(6) 裝置在采用電壓反饋情況下，調(diào)壓范圍為201，電流負(fù)載從10%100%變化時(shí)，電壓偏差小于額定電壓的0.5%。(7) 裝置給定電源精度，在電源電壓下降小于10%以及溫度變化小于±10時(shí)，其精度為1%。二、系統(tǒng)的組成1、主電路ZCC1系列裝置主電路采用三相橋式全控整流電路，交流進(jìn)線(xiàn)電源通過(guò)三相整流變壓器或

3、者交流進(jìn)線(xiàn)電抗器接至380V交流電源。為了使電機(jī)電樞電流連續(xù)并減小電流脈動(dòng)以改善電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和換向，在直流側(cè)接有濾波電抗器L。2、 控制系統(tǒng)ZCC1系列晶閘管直流調(diào)速裝置的控制系統(tǒng)采用速度（轉(zhuǎn)速）電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，其原理方框圖如圖3-1所示ZCC1系列晶閘管直流調(diào)速裝置各單元的電氣原理圖如圖3-2至圖3-9所示。三、 直流調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)單工作原理下面結(jié)合整個(gè)系統(tǒng)對(duì)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)停車(chē)、正向啟動(dòng)、減速各種運(yùn)行工作過(guò)程進(jìn)行分析。(1) 停車(chē)狀態(tài) 電動(dòng)機(jī)停車(chē)時(shí)，開(kāi)關(guān)S打開(kāi)，給定電壓Ugn=0，速度（轉(zhuǎn)速）調(diào)節(jié)器單元中A1速度比較器輸出一個(gè)大于+8V的推信號(hào)電壓，使速度（轉(zhuǎn)速）調(diào)節(jié)器輸出電壓為負(fù)向限幅

4、值-Ugi，電流調(diào)節(jié)器輸出電壓為正向限幅值UKmax，通過(guò)觸發(fā)輸入單元CSR、觸發(fā)器CF，使晶閘管變流器控制角處于最小逆變角min，電動(dòng)機(jī)處于停車(chē)狀態(tài)。(2) 電動(dòng)機(jī)正向啟動(dòng)運(yùn)行 當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，給出負(fù)的正向速度給定電壓（Ugn=-），當(dāng)速度給定電壓Ug>0.2時(shí)A1速度比較器迅速翻轉(zhuǎn)輸出為負(fù)電壓，使速度（轉(zhuǎn)速）調(diào)節(jié)器迅速退出負(fù)限幅值-Ugi并開(kāi)始按速度偏差信號(hào)進(jìn)行P、I調(diào)節(jié)。經(jīng)積分給定器使給出負(fù)的給定電壓變成線(xiàn)性變化的負(fù)的給定電壓Ugn。速度（轉(zhuǎn)速）調(diào)節(jié)器的輸入偏差Un=Ugn-Ufn，其極性為負(fù)。由于轉(zhuǎn)速反饋電壓Ufn受機(jī)械慣性影響，增加較慢，所以速度（轉(zhuǎn)速）調(diào)節(jié)器的輸出Ugi為正的限

5、幅值。該輸出電壓Ugi是電流調(diào)節(jié)器的電流給定電壓，電流調(diào)節(jié)器輸入電壓Ui=Ugi-Ufi,極性為正，因而電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓UK為負(fù)。經(jīng)過(guò)觸發(fā)輸入單元CSR-1，觸發(fā)器CF-1使晶閘管變流器的控制角從min向前移動(dòng)使<90°，晶閘管變流器工作于整流狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)正向啟動(dòng)。以后啟動(dòng)過(guò)程和前面所述的速度電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程一樣，不再重復(fù)。穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，速度反饋電壓Ufn基本上等于速度給定電壓Ugn，速度（轉(zhuǎn)速）調(diào)節(jié)器的輸出電壓Ugi基本上與負(fù)載電流反饋電壓Ufi相等。(3) 減速（或停車(chē)） 正向減速時(shí)速度給定值減小，極性不變?nèi)詾樨?fù)給定電壓，而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)不及改變，所以速度（轉(zhuǎn)速）

6、調(diào)節(jié)器的輸入端偏差Un=Ugn-Ufn為正，速度（轉(zhuǎn)速）調(diào)節(jié)器ASR的輸出Ugi為負(fù)的限幅值，使電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓UC為正，經(jīng)過(guò)觸發(fā)輸入單元CSR，觸發(fā)器CF使晶閘管變流器的控制角從<90°迅速后移至min，主回路電流經(jīng)本橋逆變后很快衰減到零。對(duì)于不可逆系統(tǒng)由于晶閘管變流器只能提供一個(gè)方向的電流，電動(dòng)機(jī)只在負(fù)載阻力矩作用下減速，直至電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降至接近新的給定值時(shí)，由于速度微分反饋的提前作用使速度給定值Ugn重新大于速度反饋值Ufn，速度（轉(zhuǎn)速）調(diào)節(jié)器輸出開(kāi)始退出負(fù)的限幅值，電流調(diào)節(jié)器輸出從正的最大值向負(fù)電壓變化，觸發(fā)器CF的觸發(fā)脈沖從min開(kāi)始前移，電流環(huán)和速度（轉(zhuǎn)速）環(huán)相繼投入閉環(huán)工作，晶閘管變流器控制角<90°工作在整流狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)在新的給定值下運(yùn)行。當(dāng)正向停車(chē)時(shí)速度給定電壓Ugn=0（<0.2V時(shí)），速度（轉(zhuǎn)速）調(diào)節(jié)器單元中A1速度