邏輯無環流控制器DLC的設計

摘 要：邏輯無環流可逆直流調速系統應用場合比較廣，DLC是邏輯無環流控制可逆直流調速系統的核心控制器。本文對邏輯無環流可逆直流調速系統控制器DLC進行計算機仿真研究，首先分析DLC的工作原理，然后建立DLC控制器的仿真模型并分析模型仿真過程存在的問題，最后用邏輯無環流控制器組成邏輯無環流可逆直流調速系統，仿真結果證明設計的正確性。

關鍵詞：仿真;邏輯無環流;可逆直流調速系統

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A

DLC Without Circulating Current Controller Design

Ma Qing

(Jiangyin Professional College，Jiangyin 214405，China)

Abstract:DC SR without circulating current system arerelatively wide range of applications， DLC is reversible without circulating current control of the core controller DC Speed Control System. In this paper， reversible DC converter without circulating current system controller of the computer simulation DLC. The paper first analyzes the working principle of DLC， DLC controller and then set up the simulation model and analyze the problems in the process of simulation model， finally， the composition without circulating current controller without circulating current reversible DC drive system， Simulation results prove the correctness of the design.

Key words:simulation;without circulating current;DC SR System

1 引 言

當工藝過程對系統過渡過程的平滑性要求不高時，從生產可靠性出發，常常用既沒有直流平均環流又沒有瞬時脈動的無環流可逆系統，在生產實際中常采用邏輯無環流可逆直流調速系統。邏輯無環流控制器DLC是構建邏輯無環流可逆直流調速系統的模型的核心要素，選擇U*i和Ui0作為邏輯控制器的輸入信號，其輸出信號及時開發相應的正組或反組整流橋工作，需要對其組成電路：電平檢測電路、邏輯判斷電路、延時電路正確第建模地對參數進行設置，得到合理的參數組合，為系統的實現提供條件。

2 邏輯無環流控制器DLC工作原理

邏輯控制器模塊DLC是根據控制器的輸入來判斷輸出的邏輯狀態。邏輯控制器兩個輸出信號Ublr和Ublf分別通過觸發器來控制是否產生還是封鎖觸發脈沖，輸出信號Ublf和Ublr的狀態必須始終保持相反，以保證兩組整流器不會同時處于工作狀態。

邏輯控制器的兩個輸入信號Ui*和Ui是邏輯控制器判別改變輸出信號狀態的重要條件。由于電動機的制動和改變轉向都需要改變電動機的轉矩方向，即電樞電流的方向，在系統控制中電流的方向是由轉速調節器輸出Ui*的極性來決定的，也就是說Ui*的符號改變是邏輯控制器切換的條件之一。

但是可逆系統的快速制動或反轉過程要經歷本橋逆變，反饋制動和回饋制動三個階段。在本橋逆變階段電動機電流下降至零，然后才經歷反接制動階段建立反向電流，如果在本橋逆變階段尚未結束時就關斷該整流器，就可能產生逆變失敗現象，并損壞整流器，所以在轉速調節器的輸出Ui*改變極性后，還必須等待電動機原方向電流減小到零后即Ui=0后，才能關斷原來工作的整流器，而開通原封鎖的另一組整流器，因此電樞電流下降為零Ui=0是邏輯切換的條件之二。

只有在Ui*改變極性和Ui=0兩個條件滿足后，邏輯控制器的輸出狀態才能改變。

3 DLC輸入輸出邏輯控制表

邏輯控制器模塊DLC是根據可逆調速系統各種運行狀態時輸入輸出的的邏輯關系來建立仿真模塊的，邏輯控制器輸入與輸出量之間的關系見表1

通過對可逆系統各種運行狀態時邏輯控制器輸入與輸出信號關系的分析得出其邏輯控制真值表如表2所示。

4 邏輯控制器的組成

1）邏輯控制器由以下四部分組成：

(1）電平檢測

電平檢測是將輸入的模擬信號（Ui*，Ui）轉換為數字信號（UT，UI），轉換由兩個滯環控制模塊（Relay）實現，轉換要求如下：

轉換極性檢測：當Ui*＞0時，UT=1，當Ui*＜0時，UT=0。

零電流檢測：當有電流Ui不為零時，UI=0；當電流為零時，UI不為零。

(2）邏輯判斷電路

邏輯判斷由與非門YF1~YF4組成，其輸入為轉矩極性和零電流信號UT，UI；輸出為邏輯切換信號UF=URUTUI；UR=UFUTUIUI。

(3）延時電路

邏輯判斷電路發出切換指令后還不能立即改變整流器工作狀態，因為在檢測電流為零時，電樞電流還不一定真正到零，必須延時3ms左右以保證電流真正為零后，才能發出指令使導通的整流器截止，并且為了確保截止的整流器能恢復阻斷狀態，需開放的整流器也需要延遲一段時間再開放，即開放延時，一般開放延時取7ms左右。關斷延時和開放延時由邏輯控制器中的延時電路產生。由于延時發生在邏輯判斷電路輸出UF和UR從“0”變“1”時的上升沿，而信號的下降沿不需要延時。

(4）聯鎖保護

為了保護正反兩組整流器不會發生同時開放，邏輯控制器中由與非門組成了聯鎖保護電路，采用與非門是因為輸出Ublf和Ublr的電平與觸發單元Block端的電平要求一致。在UF和UR同時為“1”時，兩組整流器都關斷，避免發生整流器短路故障。

2)DLC仿真模型

在MATLAB建立如圖1-1的仿真模型。邏輯控制器的輸入端分別連接轉速調節器的輸出Ui*和電流的反饋信號Ui。控制器輸出的整流器切換信號Ublf和Ublr，則分別通過觸發模塊控制是否輸出移相觸發脈沖，而此觸發模塊的block端的要求是邏輯控制器輸出的信號為“0”時，則該觸發器允許輸出脈沖，如果邏輯控制器輸出的信號為“1”，則該觸發器沒有脈沖輸出。

圖1 邏輯控制器仿真模型

5 邏輯控制器的調試1）可逆系統中DLC仿真不能通過的原因

首先，延時模塊的數據類型必須考慮，所以增加了一個數據類型轉換模塊。

其次，關斷延時時間的設置在3ms左右，開放延時設置在7ms左右

2）在正給定信號工作時在DLC輸出端連接示波器SCOPE3可以看到Ublf輸出為0 ，所以要將這個信號給正組，仿真如圖3。

3）在負給定信號工作時在DLC輸出端連接示波器SCOPE3可以看到Ublr輸出為0 ，所以要將這個信號給反組。仿真如圖4。

6 結 論

采用MATLAB軟件的Powersystem模塊，可以建立可逆直流調速系統中邏輯控制器DLC的仿真模型，通過對DLC的參數設置，可以使可逆系統獲得正反轉波形，其方法是可行的，仿真的結果是合理的。

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