第六 节 欧陆514C型直流调速控制系统

第六节 欧陆514C型直流调速控制系统

一、关于欧陆514C型直流调速器

1、结构

欧陆514C控制系统是英国欧陆驱动器器件公司生产的一种以运算放大器作为调节元件的模拟式直流可逆调速系统。作为一种使用于工业环境中的扩展设备，514C采用了一种开放式的框架结构，整个扩展器以散热器为基座，两组反并联的晶闸管模块直接固定在散热器上；另外一块驱动电源印刷电路板、一块控制电路印刷电路板和一块面板以层叠式结构装在散热器上面，整个装置不需特殊工具就可以很方便地进行拆卸。控制器整体尺寸为160mm×240mm×130mm(宽×高×厚)。

2、控制器工作原理

控制器的面板及接线端子分布图如图1所示：

514C型调速器是一个逻辑控制的无环流直流可逆调速系统，它的控制回路是一个转速——电流双闭环系统，外环是转速环，可采用速度反馈或电枢电压反馈，用户可以通过操作功能选择开关SW1/3来决定反馈的方式。当采用电枢电压负反馈时，可使用电位器P8加上电流正反馈来进行速度补偿，如果采用的是速度负反馈，则应去掉电流补偿，即把电位器P8逆时针转到底。速度反馈的电压范围通过功能选择开关SW1/1 ，SW2/1的组合来设定，并通过电位器P10对转速进行校正。

514C型调速器的原理图如挂件面板所示，速度调节器ASR的限幅值是以电位器P5及接线端子7上所接的外部电位器来调整的。当端子7上未外接电位器时，通过P5可得到对应最大电枢电流为1.1倍标定电流的限幅值，而在端子7上通过外接电位器输入0~7.5V的直流电压时，通过P5可得到对应最大电枢电流为1.5倍标定电流的限幅值。电流反馈信号以内置的交流互感器从主电路中取出，并以BCD码开关SW2，SW3，SW4按电动机的额定电流来对电流反馈系数进行设置得出标定电流值。例如本实验使用的电动机的额定电流为1.2A，则SW2，SW3，SW4即分别设置为0A，1A，2A。注意：SW2，SW3，SW4的最大设定不能超过控制器的额定电流，如514C/08的最大设定值不能超过8A。电流反馈系数非常重要，一旦设定之后系统就按此标定值实行对电枢电流的控制，并按此标定值对系统进行保护。

电流调节器ACR的输出经过选触逻辑电路和变号器分别送往正、反组触发电路。当需要开放正组时，ACR的输出经选触逻辑电路送往正组触发电路，而当需要开放反组时，ACR的输出经选触逻辑电路并反号后送往反组触发电路，从而只用一个电流调节器就可以很好地配合正、反组触发器的移相。选触逻辑电路和变号器均由逻辑切换装置进行控制。因电流调节器只有一个，其输出极性是可变的，这就要求电流反馈信号的极性也要随之改变，而系统采用的是交流互感器，所取出的电流信号经整流后得到的电流反馈信号始终是正极性的，为了保证电流环的负反馈性质，必须使电流负反馈的极性与速度调节器输出电压的极性相反，所以在电流反馈通道上也设置了一个变号器，根据逻辑切换装置的控制，在需要时对电流反馈信号的极性进行变号。

转速调节器的输出电压（即转矩极性）和零电平信号是逻辑切换装置的两个控制指令。

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此外，为了保证切换过程与主电路的同步，系统采用了锁相环技术，对主电路的电压进行取样、变换、整形后，产生同步信号，送往逻辑切换装置进行同步，同时将此同步信号经自动斜率调整后，送往触发电路进行移相触发控制，产生触发脉冲。

图1控制器的面板及接线端子分布图

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3、控制器的保护功能 1）停车逻辑

停车逻辑电路能发出封锁信号，将整个控制系统中各个调节器全部封锁，使系统输出为零，电动机停止运行。封锁信号在以下情况下产生：

（1）给定信号为零并且电动机转速也为零； （2）琐相环发生故障；

（3）电动机过热（热敏电阻呈高阻，22端为高电平）； （4）系统尚未启动（RUN为低电平）；

（5）系统使能信号未加（ENABLE为低电平） 2）故障检测

故障检测电路对电枢电流进行监视，当发生过流（电枢电流达到限幅值）时，发出故障信号，并点亮电流限幅指示灯LED5；当电枢电流保持或超过限幅值60s后，点亮故障跳闸指示灯LED2。

3）过流跳闸

过流跳闸电路在电枢电流超限且指示灯LED2点亮时能自动断开内部继电器KA的线圈回路，使KA掉电跳闸，从而切断主电源。但若“过流跳闸禁止”开关SW1/9为“ON”时，此开关接通0V，使过流跳闸不起作用，则KA不会跳闸。此外，当过电流达到3.5倍标定电流值以上生即发生短路时，“过电流”指示灯“LED3”点亮并且KA瞬时跳闸。

注意：当发生故障跳闸或热保护停车后，系统可通过将RUN信号断开后重新施加而使故障复位，控制器将重新启动。发生短路故障引起“过电流”指示灯“LED3”点亮后，不能通过重新施加RUN信号使故障复位，因为这种跳闸指示发生了重大故障，在排除短路故障后，可通过将辅助电源断开后重新接通而使故障复位，但需注意在重新接通辅助电源前必须将RUN信号断开。对故障电路的复位操作不能使控制器内部引起跳闸的计数器清零，如果发生过载跳闸后，在过载未消除的情况下重新启动控制器，那么控制器一启动电流限幅指示灯LED5就会点亮，而且故障跳闸不在是60s后发生，而是立刻跳闸。这种保护方式能防止控制器和电动机受到连续的过载。要使内部的计时器清零，可以在“故障排除”端子15处输入+10V的电压来实现。

4、514C型控制器接线端子功能说明 1）控制端子功能说明 端子 1 2 3 4 5 6 7

功能 测速反馈 未用 速度测量输出 未用 RUN（运行）输入 电流测量输出 转矩/电流限幅输入 说明 转速计输入 0～+10V对应0～100％转速 +24V对应RUN；0V对应停止 0～+7.5V对应+150％标定电流 SW1/5为OFF电流表双极性输出 SW1/5为ON 电流值输出 0～+7.5V对应+150％标定电流 75

备注 最大+350V 电平输入 说明 备注 数字/模拟量通用 0～+10对应0+100％斜率值 0～+10对应0～+100％转速 数字/模拟量通用 0～+10对应100％转速 0～+10对应0～100％正转转速 13 速度斜坡给定输入 0～-10对应0～100％反转转速 14 +10V基准 供速度/电流给定的+10V基准 15 故障排除输入 +10V对应“故障排除”信号 电平输入 16 -10V基准 供速度/电流给定的的-10V基准 0～+10对应0～100％反转转速 17 负极性速度给定输入 0～-10对应0～100％正转转速 电流直接给 SW1/8为ON 对应电流给定输出 18 定输入/输出 SW1/8为OFF对应电流给定输入 0～+7.5V对应0～+150％标定电流 19 “正常”信号 +24V对应无故障 电平输出 +10V～+24V对应使能 20 ENABLE使能输入 电平输入 0V对应禁止 21 速度总给定反向输出 0～-10对应100％正转转速 热敏电阻 电动机热敏元件接入 22 （热保护）输入 〈200Ω（对公共地）为正常 〉1800Ω（对公共地）为过热 +24V为停车/零给定 电平输出 23 零速/零给定输出 0V为运行/非零给定 短路保护 24 +24V +24V电源输出 20mA 注意：24端子输出的+24V电压仅能用于控制器自身，可用于RUN电路（5端子）和ENANLE电路（20端子）。绝对不要用这个电源去对控制控制器以外的任何电路和设备供电。否则，将导致控制器失灵、故障或损坏，导致所连接的设备损坏，甚至造成人身危险。

2）电源接线端子的说明。 端子 功能 说明 A1 接交流接触器线圈 接交流电源相线 A2 接交流接触器线圈 接交流电源中线 A3 辅助交流电源中线 A4 辅助交流电源相线 L1 交流输入相线1 主电源输入 L2/N 交流输入相线2/中线 主电源输入 A+ 电枢正极 接电动机电枢正极

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端子 功能 8 公共0V端 9 给定积分输出 10 正极性速度给定输入 11 公共0V端 12 速度总给定输出 端子 A- F+ F- FL1 FL2 功能 电枢负极 磁场正极 磁场负极 磁场整流电源 磁场整流电源 说明 接电动机电枢负极 接电动机励磁正极（直流输出） 接电动机励磁负极（直流输出） 主电源输入磁场整流器 主电源输入磁场整流器 3）功能设置开关说明

（1）反馈电压范围选择功能开关 SW1/1 OFF ON OFF ON 4）通用功能开关 SW1/3 SW1/4 SW1/5 SW1/6 SW1/7 SW1/8 SW1/9 SW1/10

注：功能开关出厂默认设置为

SW1/1=OFF，SW1/2=ON，SW1/3=ON，SW1/4=OFF ，SW1/5=OFF， SW1/6=OFF， SW1/7=OFF， SW1/8=OFF，SW1/9=OFF，SW1/10=OFF。

5）电位器功能说明 P1 P2 P3

SW1/2 ON ON OFF OFF 反馈电压范围 10~25V 25V~75V 75V~125V 123V~325V OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON 用电位器RP10调整达到最大速度所需要的反馈电压数值 转速反馈控制 电枢电压反馈控制 零速输出 零给定输出 电流表双极输出 电流表输出 给定积分连通 给定积分隔离 禁止 使能 端子18为直接电流给定输入 端子18为电流给定输出 过流时继电器脱扣 过流时继电器不脱扣 总给定输入 斜坡给定输入 速度反馈类型选择 零输出选择 电流测量输出选择 给定积分隔离选择 停止逻辑使能开关 电流定 过流跳闸禁止开关 速度给定信号选择 上升斜率 下降斜率 速度环比例增益 顺时针为加快升速时间（线性：1~40s） 默认中间位置 逆时针为加快降速时间（线性：1~40s） 77

中间位置 中间位置

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