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1、1,电气工程及其自动化专业,中国石油大学（华东）信控学院电 气 工 程 系,专 业 综 合 实 践 指 导,2011 年 7 月,2,数字存储式交流电机软起动装置的组装与调试本专业综合实践的意义：本专业涉及多门学科，包括电机拖动、电力工程、电子技术、自动控制、计算机控制，多学科渗透，强弱电结合，特别是对动手能力要求较高，但从前几届的毕业设计和毕业生的实际工作能力看，往往实际动手能力较弱，对动手能力训练不够。为了给本专业学生提供更多的动手实践机会，提高学生的实践技能，教学培养计划中专门安排了专业综合实践环节，并且为了提高其实践效果，本系专门花费了相当大的人力物力，来给大家创造一种实践训练的机会。
2、希望每一位同学对该实践课程给以足够的重视，珍惜这一动手实践机会，认真完成好每一部分内容的电路原理分析及实验调试工作。,3,主要训练内容 1.各部分原理分析； 2.焊接、组装（控制、驱动、电源）； 3.各部分电路分别调试及系统联调； 4.多种仪器设备的使用与电路波形测试。,4,降压起动的目的：降低起动电流Ist。,降压后的机械特性,一、交流电机的降压起动原理,交流电机轻载降压运行，可以提高电机效率，避免“大马拉小车”，节约电能。,5,二、 基于晶闸管的相控调压,普通晶闸管 两个普通晶闸管反并联，输入两路脉冲。 双向晶闸管(KS) 两个主电极T1、T2，一个门极G。通常在G-T2之间加入触发脉冲，
3、使其导通。,6,触发脉冲的时序波形及相控电压波性,相控调压的缺点 功率因数低，电流非正弦对电网有谐波污染。,软起动 电机刚起动时较大。逐渐减小，转速接近稳态时=0。的调压可控范围：180。,触发脉冲经过高频调制，以减小脉冲变压器的体积。,7,三、控制系统的硬件电路分析,8,1、EEPROM存储模式及触发脉冲的产生,转系统图,9,10,模式选择：=150o， 20o，10o，0o，共16种，每个模式占有256B，共占4kB存储空间。,11,A8A11：选择模式，即导通角的大小A0A7：选择模式中的某一位,12,总起动时间实际上就是16个模式总运行时间，如果每个模式是10s，那么总起动时间就是16
4、0s。,EEPROM外部连接图,D0D2：A、B、C三相脉冲序列，依次相差120o。,13,74LS161连接图,2. 模式选择控制电路 采用可预置同步计数器74161实现。,计数,H,H,H,H,保持,L,X,H,H,保持,X,L,H,H,置数（PnQn）,X,X,L,H,复位,X,X,X,L,动作,CEP,CET,PE,MR,模 式 选 择 表,控制功能: 当计数到第15个时钟脉冲，Q3Q0=1111，TC由0变1，形成一个正脉冲，将PE端置零，置入P0P3数据，输出保持全1，即保持最后一个模式不变。,转系统图,14,超低频时钟的产生 多谐振荡器555 提供74161的计数脉冲，通过改变电
5、位器阻值，改变计数脉冲周期。,tH=0.693(R25+ VR6) C15tL=0.693 VR6*C15T=0.693(R25+ 2VR6) C15,555外部连接图,15,3. 滞环电压比较器,转系统图,作用：将工频50Hz正弦波变换为同步的标准TTL方波。,16,LM393(B)、74LS04作用：将输出波形变为标准TTL方波,转系统图,转波形图,17,单稳移相电路,uab超前ua 30o,转系统图,作用：将uab的同步信号转换为ua的同步信号。,18,单稳移相电路,转系统图,19,A相晶闸管的开通角应从ua的过零点，即Q的上升沿算起。,20,集成电路：CD4046、74LS393组成：
6、鉴相器（PD）、低通滤波器（LPF）、压控振荡器（VCO）、8位计数器作用：完成工频50Hz的同步和256倍频。,5. 锁相同步倍频器,转系统图,21,锁相同步倍频器原理图,鉴相器特性,22,6、错相序封锁控制,作用：当三相相序接错的时候能够自动封锁74LS244的输出，禁止系统运行，避免事故的发生。,原理：实验中利用uab与uac之间的相位差，分别延时后相“与”，从而判断是否错相序，实现相序控制。,转系统图,23,Uac相位检测电路：光耦隔离同步检测电路,转系统图,24,相序正确：uab比uac超前60o，即uab比uac超前3.3ms,相序错误：uab比uac滞后60o，即uab比uac滞
7、后3.3ms,25,错相序封锁控制波形图,转系统图,26,相序错误：移相后u1将比u2滞后3.3ms（ u1代表uab的相位, u2代表uac的相位），而不是上面的超前3.3ms。u1和u2相“与”的结果，u3将不再有1ms的脉冲产生，则u4恒低 。,转系统图,27,封锁控制电路：,作用:（1）将u4转变为74LS244控制信号； （2）刚上电时，鉴相器需要一定的稳定时间，在尚未完全锁相同步情况下，暂时封锁输出。,转系统图,28,四、晶闸管驱动电路,作用：(1)产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通； (2)隔离控制电路与主电路。,要求：门极的脉冲电流必须有足够大的幅
8、值和持续时间，以及尽可能短的电流上升时间。驱动电路：A相：光耦MOC3052及外围电路B相：运放LM393和脉冲变压器及外围电路C相：三极管9013和脉冲变压器及外围电路,29,A相驱动电路：光耦MOC3052（光电双向可控硅驱动器）,转主电路图,30,B相驱动电路：LM393、脉冲变压器、外围电路,D1、R5：续流通路,转主电路图,31,20 R4,C相驱动电路：9013、脉冲变压器、外围电路,转主电路图,32,五、电源板,组成：交流电源电路、直流电源电路、测试脉冲产生电路作用：产生系统所需要的交流电、直流电和测试脉冲。,转电源板图,33,1、交流电源电路,变压器绕组连接关系图,转电源板图,
9、34,2、直流电源电路,电压等级：+5V、+12V、-12V三端稳压块：7805、7812、7912,转电源板图,+5V直流电源电路图,35,12V直流电源电路,36,3、测试脉冲产生电路,作用：产生频率可调的脉冲信号，用来测试驱动电路,37,六、 组装调试 1、按先后顺序将各个部分单独焊接调试，每个部分单独测试输入输出波形，对有关数据及波形进行详细记录。验收通过后方可进行下一个部分，最后整体统调，并接入负载电机实验。2、将各部分电路原理理解，抓紧时间弄懂，不清楚多问。,38,3、在各部分的调试过程中，回答指导教师提出的有关问题。4、写报告时须将各部分的测试波形分别进行分析总结。5、若调试结果达不到要求，可适当加班。6、焊接之前先练习焊接，保护好板子，不宜对同一焊点焊接次数过多过久，元器件管脚不宜留过长，保证板面整洁。,39,调VR1使VH=0，过零比较，使uo与uab严格同步(检测uab的每周期起点)。,滞环回差： 作用：uab在过零点附近，若迭加有杂波干扰，不会导致uo的多次跳变而造成同步紊乱，只要干扰幅度不超过V。,Go back,40,Go back,41,Go back,LM393,2864,42,鉴相器输出特性,Go back,43,Go back,
