逻辑控制的无环流可逆系统

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。