模块十晶闸管—电动机直流调速系统测试与检修课件

模块十模块十 晶闸管晶闸管电动机直流调速电动机直流调速 系统的测试与检修系统的测试与检修在直流调速系统中，晶闸管调速系统在直流调速系统中，晶闸管调速系统是比较常见的系统。是比较常见的系统。晶闸管直流调速系统按可控整流电路晶闸管直流调速系统按可控整流电路可分为单相可控和三相可控整流电路；按可分为单相可控和三相可控整流电路；按反馈回路数量可分为单闭环系统和双闭环反馈回路数量可分为单闭环系统和双闭环系统；按所取不同的反馈量可分为转速负系统；按所取不同的反馈量可分为转速负反馈、电压负反馈、电流正反馈、电流负反馈、电压负反馈、电流正反馈、电流负反馈等。反馈等。本课题将围绕直流电动机的开环和单本课题将围绕直流电动机的开环和单闭环调速系统进行学习。闭环调速系统进行学习。课题一课题一晶闸管晶闸管电动机直流调电动机直流调速系统开环控制检测与调试速系统开环控制检测与调试晶闸管晶闸管电动机开环直流调速装置系电动机开环直流调速装置系统框图如图统框图如图1.10.1所示，由三相全控桥式整所示，由三相全控桥式整流主电路、触发电路、电源装置、给定电流主电路、触发电路、电源装置、给定电路等部分组成。路等部分组成。图图1.10.1 1.10.1 晶闸管晶闸管电动机开环直流调速装置系统框图电动机开环直流调速装置系统框图1三相全控桥式整流电路的主电路三相全控桥式整流电路的主电路（1）三相全控桥式整流电路的主电路）三相全控桥式整流电路的主电路三相全控桥式整流电路的主电路由三相全控桥式整流电路的主电路由6个晶个晶闸管组成，它们是闸管组成，它们是VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6，其中，其中VT1、VT3、VT5组成共阴组成共阴极组，极组，VT2、VT4、VT6组成共阳极组，如图组成共阳极组，如图1.10.2（a）所示。）所示。为了构成一个完整的电流回路，要求为了构成一个完整的电流回路，要求有两个晶闸管同时导通，其中一个在共阳有两个晶闸管同时导通，其中一个在共阳极组，一个在共阴极组。极组，一个在共阴极组。因此，晶闸管必须严格按照编号轮流因此，晶闸管必须严格按照编号轮流导通。导通。三相全控桥式整流电路中，晶闸管的三相全控桥式整流电路中，晶闸管的导通顺序为：导通顺序为：（b b）三相全控桥式整流主电路及继电保护实用电路图）三相全控桥式整流主电路及继电保护实用电路图图图1.10.2 1.10.2 三相全控桥式整流主电路三相全控桥式整流主电路共阴极组共阴极组VT1VT1VT3VT3VT5VT5共阳极组共阳极组VT6VT2VT2VT4VT4VT6图图1.10.2（b）为三相全）为三相全控桥式整流主电路及继电保护实用电路图，控桥式整流主电路及继电保护实用电路图，它包括了主电路和继电保护电路两部分。它包括了主电路和继电保护电路两部分。（2）晶闸管的触发脉冲）晶闸管的触发脉冲 在一个周期内，在一个周期内，6个晶闸管都要被触发个晶闸管都要被触发一次，触发的依次顺序与导通的依次顺序一次，触发的依次顺序与导通的依次顺序相同，也是相同，也是VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6。6个触发脉冲的相位依次差个触发脉冲的相位依次差60。为了保证整流装置能正常工作或在电为了保证整流装置能正常工作或在电流断续后能再次导通，必须对两组中应该流断续后能再次导通，必须对两组中应该导通的一对晶闸管同时加触发脉冲。导通的一对晶闸管同时加触发脉冲。实现这一点有两种办法，一是采用宽实现这一点有两种办法，一是采用宽脉冲触发，使每个脉冲的宽度大于脉冲触发，使每个脉冲的宽度大于60（但（但必须小于必须小于120，一般为，一般为90左右），二是采左右），二是采用双窄脉冲，在一个管子换相导通后，经用双窄脉冲，在一个管子换相导通后，经过过60再给这个管子补发一个脉冲。目前多再给这个管子补发一个脉冲。目前多采用双窄脉冲方法。采用双窄脉冲方法。图图1.10.3 1.10.3 三相全控桥式整流电路的触发脉冲三相全控桥式整流电路的触发脉冲2晶闸管触发电路晶闸管触发电路常用的性能比较好的晶闸管触发电路常用的性能比较好的晶闸管触发电路有正弦波同步触发电路和锯齿波同步触发有正弦波同步触发电路和锯齿波同步触发电路。电路。下面我们介绍锯齿波触发电路的构成下面我们介绍锯齿波触发电路的构成和工作原理。和工作原理。图图1.10.5为为KC04移相集成触发器的电移相集成触发器的电路原理图和外形图。该触发器属于锯齿波路原理图和外形图。该触发器属于锯齿波同步触发电路，外加的同步电压同步触发电路，外加的同步电压us为正弦为正弦波，通过电阻波，通过电阻R4从从7、8脚引入。脚引入。图图1.10.5 KC041.10.5 KC04移相集成触发器的电路原理图移相集成触发器的电路原理图 us过零时，过零时，VT1、VT2、VT3均截止，均截止，VT4饱和，电容饱和，电容C1放电，同时，放电，同时，VT8、VT12均导通，将输出脉冲电路封锁。均导通，将输出脉冲电路封锁。us过零若变正，过零若变正，VT1导通，导通，VT4截止，截止，VT5导通。导通。VT5和和C1构成了密勒积分电路，脚构成了密勒积分电路，脚3电电位基本不变，通过位基本不变，通过RP1、R6给给C1充电的电充电的电流是一个常数，于是流是一个常数，于是4脚电位线性上升，构脚电位线性上升，构成锯齿波，锯齿波的斜率由成锯齿波，锯齿波的斜率由RP1、R6和和C1共同决定。共同决定。该锯齿波信号与另外两个直流信号该锯齿波信号与另外两个直流信号Ub（偏置电压）、（偏置电压）、Uc（控制电压）经过（控制电压）经过9脚叠脚叠加在加在VT6的基极，组成了同步移相环节。的基极，组成了同步移相环节。在在VT6截止期间，截止期间，VT7饱和，没有输出饱和，没有输出脉冲，而电容脉冲，而电容C2则被充电至则被充电至15V左右，极左右，极性左正右负。性左正右负。当当VT6转为饱和，转为饱和，VT7截止，产生脉截止，产生脉冲上升沿，脉冲宽度取决于冲上升沿，脉冲宽度取决于VT7的截止时的截止时间，由间，由C2、R8值决定。值决定。由于由于VT8是截止的，这个脉冲通过是截止的，这个脉冲通过1脚脚输出。同理，输出。同理，us过零若变负，过零若变负，VT4截止产截止产生一个脉冲，此时生一个脉冲，此时VT12是截止的，该脉冲是截止的，该脉冲通过通过15脚输出。脚输出。由此可见，该触发电路在一个周期内由此可见，该触发电路在一个周期内可产生互差可产生互差180的两个触发脉冲，分别由的两个触发脉冲，分别由1和和15脚输出。脚输出。（3）六脉冲触发器的实用电路）六脉冲触发器的实用电路图图1.10.6所示是采用所示是采用3片片KC04元件组装元件组装的六脉冲触发器的实用电路，图中的六脉冲触发器的实用电路，图中IC1、IC2、IC3为为KC04元件。元件。图图1.10.6 1.10.6 六脉冲触发器的实用电路六脉冲触发器的实用电路UIa、UIb、UIc为正弦波同步电压，为正弦波同步电压，Uk是给定电压，是给定电压，RP4提供负的偏置电压提供负的偏置电压Up，各路触发器的锯齿波斜率由分别由，各路触发器的锯齿波斜率由分别由RP1、R1、C1，RP2、R15、C4，RP3、R29、C8共共同决定。相隔同决定。相隔60的触发脉冲，从的触发脉冲，从IC1的的脚脚IC3的脚的脚IC2的的脚脚IC1的脚的脚IC3的的脚脚IC2的脚顺序输出。的脚顺序输出。再经由再经由VD1VD12二极管组成的六个二极管组成的六个或门，形成六路脉冲，加到脉冲功率放大或门，形成六路脉冲，加到脉冲功率放大级，三极管级，三极管VT1VT6的基极，再经过脉的基极，再经过脉冲变压器的隔离作用，将触发脉冲信号加冲变压器的隔离作用，将触发脉冲信号加到晶闸管阴极与门极之间，当晶闸管承到晶闸管阴极与门极之间，当晶闸管承受正向电压时便被触发导通。受正向电压时便被触发导通。各个晶闸管被触发的顺序如图各个晶闸管被触发的顺序如图1.10.3（a）所示。）所示。3继电控制保护电路继电控制保护电路图图1.10.7为是系统继电控制保护电路图，为是系统继电控制保护电路图，KM2、KM1、KA分别为控制电路、主回分别为控制电路、主回路、给定回路控制接触器；当系统出现过路、给定回路控制接触器；当系统出现过电流、缺相等故障时电流、缺相等故障时K12触头闭合，指示触头闭合，指示灯显示；灯显示；QS1、QS2是控制电路、主回路启是控制电路、主回路启动开关；动开关；SB1、SB2是给定回路停止和启动是给定回路停止和启动按钮。按钮。图图1.10.7 1.10.7 系统继电控制保护电路图系统继电控制保护电路图为了保证系统的正常工作，控制电路、为了保证系统的正常工作，控制电路、主回路、给定回路采用顺序控制的方法。主回路、给定回路采用顺序控制的方法。4电源电路电源电路图图1.10.8为电源板原理图，由同步变压为电源板原理图，由同步变压器提供三相交流电压，电压为器提供三相交流电压，电压为34V。经过三组桥式整流电路并联供电，再经过三组桥式整流电路并联供电，再由集成稳压电路由集成稳压电路LM7815、LM7915稳压后稳压后可以提供可以提供15V、+24V的直流电源。的直流电源。图图1.10.8 1.10.8 直流电源原理图直流电源原理图5给定电路给定电路图图1.10.9为给定电路图，当给定继电器为给定电路图，当给定继电器KA吸合时，通过调节电位器吸合时，通过调节电位器RP100，可以向，可以向外提供外提供010V的直流给定电压的直流给定电压Ug。图图1.10.9 1.10.9 给定电路原理图给定电路原理图 u操操作作一一熟熟悉悉晶晶闸闸管管直直流流调调压压、调调速速实实训训装置装置（1）熟悉设备外形）熟悉设备外形（2）熟悉前配电盘内部结构）熟悉前配电盘内部结构（3）熟悉后配电盘内部结构）熟悉后配电盘内部结构u操作二操作二校对电源相序校对电源相序（1）变压器自身的连接组别的检测）变压器自身的连接组别的检测整整流流变变压压器器采采用用/Y0-11接接法法，同同步步变变压压器器也也采采用用/Y0-11接接法法，检检验验两两种种变变压压器器的接法是否正确。的接法是否正确。（2）整整流流变变压压器器和和同同步步变变压压器器二二次次侧相对相序、相位的检测侧相对相序、相位的检测u操作三操作三操作继电器电路操作继电器电路（1）准备）准备（2）开机操作）开机操作接通控制电路。合上总电源开关，接通接通控制电路。合上总电源开关，接通QS1，KM2吸合，同步变压器通电，接通吸合，同步变压器通电，接通控制电路电源。控制电路电源。接通接通QS2，KM1吸合，接通主变压器电吸合，接通主变压器电源，三相全控桥式整流电路主电路通电。源，三相全控桥式整流电路主电路通电。按下按下SB2，给定继电器，给定继电器KA得电。得电。（3）停机操作）停机操作按照开机的逆序进行操作，先按下按照开机的逆序进行操作，先按下SB1，再切断，再切断QS2，最后切断，最后切断QS1。u操作四操作四调试电源电路调试电源电路每相同步电压为每相同步电压为30V，作为触发电路，作为触发电路的同步电源。的同步电源。每相整流电压为每相整流电压为34V，作为电源板的，作为电源板的整流电源。整流电源。测量输出直流电压值，应该有测量输出直流电压值，应该有15V、+24V直流电压，则电路正常。直流电压，则电路正常。u操作五操作五调试给定电路调试给定电路旋转调节位于面板上的给定电位器旋转调节位于面板上的给定电位器RP100，测量有，测量有010V的直流给定电压输出，的直流给定电压输出，则电路正常则电路正常。u操作六操作六调试触发电路调试触发电路接通接通QS1、QS2、控制电路直流电源，、控制电路直流电源，同步信号加入到触发电路板。同步信号加入到触发电路板。用双踪示波器观察用双踪示波器观察KC04脚的同步电脚的同步电压正弦波波形，同时观察压正弦波波形，同时观察脚锯齿波的波脚锯齿波的波形。图形。图1.10.15中是用双踪示波器测量时正中是用双踪示波器测量时正弦波与锯齿波的波形关系。弦波与锯齿波的波形关系。我们可以看到，在正弦波的正半周、我们可以看到，在正弦波的正半周、负半周都有锯齿波的波形产生。负半周都有锯齿波的波形产生。锯齿波斜率的调节，调节锯齿波斜率的调节，调节脚外接电位脚外接电位器器RP1，改变锯齿波的斜率，观察，改变锯齿波的斜率，观察脚波形脚波形的变化，同时将的变化，同时将脚的电压调整为脚的电压调整为+6V。调节调节角的初相位。因为给定电压未加角的初相位。因为给定电压未加入，所以控制电压入，所以控制电压Uk=0V。调节电位器。调节电位器RP4，测量，测量RP4的输出端直流偏置电压的输出端直流偏置电压Up=6V，脚的电压调整为脚的电压调整为+6V，同时，同时用示波器观察用示波器观察KC04的的脚波形，脚波形，是锯齿是锯齿波形，波形，此时也是锯齿波形。此时也是锯齿波形。和和的波的波形频率相同，但是形频率相同，但是幅度大一些，幅度大一些，小一小一些。此时输出电压些。此时输出电压U0=0V，如图，如图1.10.16所所示。示。用双踪示波器依次测量相邻两块触发用双踪示波器依次测量相邻两块触发器器KC04脚的锯齿波电压波形。脚的锯齿波电压波形。相位差应为相位差应为60，斜率要基本一致，参，斜率要基本一致，参见图见图1.10.17锯齿波电压波形。锯齿波电压波形。图图1.10.15 1.10.15 正弦波与锯齿波的波形正弦波与锯齿波的波形 图图1.10.16 1.10.16 和和的波形比较的波形比较 图图1.10.17 KC041.10.17 KC04脚的锯齿波电压波形脚的锯齿波电压波形 图图1.10.18 1.10.18 示波器显示双窄脉冲波形图示波器显示双窄脉冲波形图u操作七操作七电阻负载（灯泡）开环调节电阻负载（灯泡）开环调节（1）将单闭环调节电路板（参见图）将单闭环调节电路板（参见图1.10.6）接入设备之中，把短路环放在开环）接入设备之中，把短路环放在开环状态，状态，此时控制电压此时控制电压Uk等于给定电压等于给定电压Ug。连接。连接15V电源的连接线，主电路中接入电阻负电源的连接线，主电路中接入电阻负载（灯泡）。载（灯泡）。（2）接通开关）接通开关QS1、QS2、SB2，调节，调节RP100，使给定电压，使给定电压Ug=0V。由于通过短。由于通过短路环，将给定电压直接加入到触发电路中路环，将给定电压直接加入到触发电路中去，所以输出到触发板的控制电压去，所以输出到触发板的控制电压Uk=Ug=0V。（3）同时调整各触发板锯齿波斜率基本一）同时调整各触发板锯齿波斜率基本一致（各个致（各个脚的电压调整为脚的电压调整为+6V），调节），调节直流偏置电压直流偏置电压Up=6V，Ud=0V。确定。确定角的初相位，示波器观察角的初相位，示波器观察是否等于是否等于150。（4）测量主电路输出直流电压。调节）测量主电路输出直流电压。调节RP100，使给定电压，使给定电压Ug逐渐增大，逐渐增大，010V之间可之间可调，用电压表测量主电路输出直流电压调，用电压表测量主电路输出直流电压Ud电压值应该不断上升，电压值在电压值应该不断上升，电压值在0300V之间可调，电阻负载（灯泡）由暗到明。之间可调，电阻负载（灯泡）由暗到明。如果能实现上述情况，则系统开环调试正如果能实现上述情况，则系统开环调试正常。常。（5）调节）调节Uk控制电压，观察电压表的控制电压，观察电压表的Ud值的变化情况。记录值的变化情况。记录=120、90、60、30时的时的Ud波形以及直流输波形以及直流输出电压出电压Ud的平均值。的平均值。课题二课题二晶闸管晶闸管电动机直流调电动机直流调速系统单闭环控制检测与调试速系统单闭环控制检测与调试晶闸管晶闸管机直流调速装置单闭环机直流调速装置单闭环系统增加了积分放大调节电路、电压系统增加了积分放大调节电路、电压负反馈电路、电流截止负反馈、保护负反馈电路、电流截止负反馈、保护电路，系统的框图如图电路，系统的框图如图1.10.19所示。所示。图图1.10.19 1.10.19 单闭环系统框图单闭环系统框图1单闭环调节电路组成单闭环调节电路组成单闭环调节电路板原理图如图单闭环调节电路板原理图如图1.10.20所示。所示。电路由两部分组成，一部分是放大调电路由两部分组成，一部分是放大调节电路，作用为将给定电压信号和电压负节电路，作用为将给定电压信号和电压负反馈信号叠加后进行放大，将产生的控制反馈信号叠加后进行放大，将产生的控制信号信号Uk输入到触发电路，同时也受到保护输入到触发电路，同时也受到保护信号的控制。信号的控制。图图1.10.20 1.10.20 单闭环调节电路板原理图单闭环调节电路板原理图另一部分是保护电路，当发生过电流、另一部分是保护电路，当发生过电流、缺相、负载过载引起电枢电流增大到极危缺相、负载过载引起电枢电流增大到极危险时，采取保护措施自动减小输出电流或险时，采取保护措施自动减小输出电流或切断电源。切断电源。2给定积分比例调节放大环节给定积分比例调节放大环节由集成运放由集成运放IC1B、IC1D以及阻容元件以及阻容元件共同构成积分电路，当给定电压共同构成积分电路，当给定电压Ug突然变突然变化时，输出电压不会发生突变，这可以减化时，输出电压不会发生突变，这可以减少对电路的冲击。少对电路的冲击。集成运放集成运放IC1C构成比例调节器，给定构成比例调节器，给定信号信号Ug和电压负反馈信号和电压负反馈信号Uf同时引入比例同时引入比例调节器的反相端，比例调节器的输入信号调节器的反相端，比例调节器的输入信号是是U=UgUf，输出信号是控制电压，输出信号是控制电压Uk。3低速封锁电路低速封锁电路由集成运放由集成运放IC1A构成比较器，当给定构成比较器，当给定电压小于某个值时（约电压小于某个值时（约0.3V），比较器有），比较器有输出，输出电压输出，输出电压Ud=0V，防止电动机出现，防止电动机出现爬行现象。爬行现象。4缺相保护电路缺相保护电路当主电路缺相时，缺相变压器检测到当主电路缺相时，缺相变压器检测到零线中的电流不为零，该信号经过半波整零线中的电流不为零，该信号经过半波整流，变成一个电压信号，加入到集成运放流，变成一个电压信号，加入到集成运放LM311构成的保护比较器输入端。构成的保护比较器输入端。5电流截止保护电路电流截止保护电路在整流电路的交流输入端，用在整流电路的交流输入端，用3个电流个电流互感器检测三相交流电流值，并且经过三互感器检测三相交流电流值，并且经过三相桥式整流后，产生正、负两个电压值，相桥式整流后，产生正、负两个电压值，正电压经过分压后输入到比例调节器的反正电压经过分压后输入到比例调节器的反相端，负电压分压后输入到保护比较器的相端，负电压分压后输入到保护比较器的输入端，起控制和保护作用。输入端，起控制和保护作用。6保护比较器电路保护比较器电路集成运放集成运放LM311构成的保护比较器电构成的保护比较器电路将过电流保护信号、缺相保护信号与某路将过电流保护信号、缺相保护信号与某个设定值比较，再通过两个个设定值比较，再通过两个D触发器，产触发器，产生两路信号，一路输入到比例调节器的反生两路信号，一路输入到比例调节器的反相端，限制控制电压相端，限制控制电压Uk，另一路使保护晶，另一路使保护晶闸管导通，从而使保护继电器闸管导通，从而使保护继电器K12吸合，吸合，切断主接触器切断主接触器KM1，进一步切断总电源，进一步切断总电源，达到保护作用。达到保护作用。7电压负反馈隔离电路电压负反馈隔离电路图图1.10.21为是电压负反馈隔离电路原为是电压负反馈隔离电路原理图。理图。从并联在整流主电路输出端的电阻上从并联在整流主电路输出端的电阻上取出一定的直流电压值，经过振荡变压器取出一定的直流电压值，经过振荡变压器电路的转换作用，变为交流信号，再经过电路的转换作用，变为交流信号，再经过整流恢复成直流信号，加到比例调节器输整流恢复成直流信号，加到比例调节器输入端，作为负反馈信号，既能够隔离主电入端，作为负反馈信号，既能够隔离主电路和控制电路，又能实现电压负反馈的功路和控制电路，又能实现电压负反馈的功能。能。图图1.10.21 1.10.21 电压负反馈隔离电路原理图电压负反馈隔离电路原理图u操作一操作一调节电压负反馈隔离板调节电压负反馈隔离板u操作二操作二调试单闭环调节电路板调试单闭环调节电路板（1）根据图）根据图1.10.20，将单闭环调节电路板，将单闭环调节电路板接入设备之中，把短路环放在闭环状态。接入设备之中，把短路环放在闭环状态。连接连接15V电源的连接线。主电路中接入电电源的连接线。主电路中接入电阻负载（灯泡）。阻负载（灯泡）。（2）接通开关）接通开关QS1、QS2、SB2，调节，调节RP100，使给定电压，使给定电压Ug=0V。u操操作作三三调调节节输输出出额额定定电电压压、限限幅幅电电压压、反馈电压反馈电压（1）切断电源后，在上面操作二的基础上，）切断电源后，在上面操作二的基础上，将各个电路板均接入系统，构成完整的单将各个电路板均接入系统，构成完整的单闭环系统。闭环系统。（2）接通开关）接通开关QS1、QS2、SB2，各个电，各个电路的初始状态和课题一开环中相同，此时，路的初始状态和课题一开环中相同，此时，各触发板锯齿波斜率基本一致（各个各触发板锯齿波斜率基本一致（各个脚脚的电压调整为的电压调整为+6V），调节直流偏置电压），调节直流偏置电压UP=6V；给定电压；给定电压Ug=010V可调，电可调，电压负反馈值调整电位器调到最大，即取消压负反馈值调整电位器调到最大，即取消负反馈电压。负反馈电压。输出电压输出电压Ud=0300V连续可调。连续可调。（3）为了符合负载额定电压的需要，防止）为了符合负载额定电压的需要，防止输出电压输出电压Ud过高而使负载出现过载状态，过高而使负载出现过载状态，需要同时调节输出限幅电压、反馈电压和需要同时调节输出限幅电压、反馈电压和给定电压，使它们相互协调。给定电压，使它们相互协调。方法如下：调节图方法如下：调节图1.10.20中输出限幅电中输出限幅电位器位器RP1，其整定值约，其整定值约5V，由于没有加入电，由于没有加入电压负反馈，所以压负反馈，所以Ud上升很快，上升很快，Ud=300V。再次调节限幅电位器再次调节限幅电位器RP1，其整定值约，其整定值约略有减小，使略有减小，使Ud=270V。可以同时用示波。可以同时用示波器观察器观察IC1的的脚波形，观察控制角脚波形，观察控制角的大的大小，此时的给定电压对应了最小控制角小，此时的给定电压对应了最小控制角。（4）接着调节负反馈电压，逐渐加大图）接着调节负反馈电压，逐渐加大图1.10.21中隔离板上的电位器中隔离板上的电位器RP1，使负反馈，使负反馈电压增大，此时使电压增大，此时使Ud逐渐减小，为了适应逐渐减小，为了适应负载的额定电压需要，调节到负载的额定电压需要，调节到Ud=220V，此时闭环调节结束。此时闭环调节结束。（5）测量限幅电压值大约）测量限幅电压值大约5V，反馈电压，反馈电压大约等于大约等于8V，Ug=010V，Ud=0220V。u操作四操作四整定各种保护电路整定各种保护电路（1）过电流值的整定值调节）过电流值的整定值调节将调节图将调节图1.10.20中电位器中电位器RP4值设定为值设定为67V。调节面板上的给定电位器，使调节面板上的给定电位器，使Ud=220V，增加负载（调节电阻器），增大负载电，增加负载（调节电阻器），增大负载电流，直到使流，直到使Id=1.5IN。调节图调节图1.10.20中的过电流电位器中的过电流电位器RP4，使保护电路动作，故障指示灯亮。此时使保护电路动作，故障指示灯亮。此时RP4就是整定值位置。切断电路，恢复负就是整定值位置。切断电路，恢复负载。载。（2）电流截止负反馈值整定）电流截止负反馈值整定将调节图将调节图1.10.20中的截流电位器中的截流电位器RP3到到最大。最大。将调节图将调节图1.10.20中的电位器中的电位器RP5，使设，使设定值为定值为67V。调节面板上的给定电位器，使调节面板上的给定电位器，使Ud=220V。增加负载（调节电阻器），增大负载电增加负载（调节电阻器），增大负载电流，直到使流，直到使Id=1.5IN。调节图调节图1.10.20中的的截流电位器中的的截流电位器RP3，电压表值开始减小，再增加负载，此时负电压表值开始减小，再增加负载，此时负载电流不变，电压表指示却在下降，调整载电流不变，电压表指示却在下降，调整完毕。完毕。课题三课题三晶闸管晶闸管电动机直流调电动机直流调速系统故障检修速系统故障检修1继电控制部分故障继电控制部分故障为了保证系统的正常工作，控制电路、为了保证系统的正常工作，控制电路、主回路、给定回路采用顺序控制的方法。主回路、给定回路采用顺序控制的方法。继电控制部分的故障，主要表现为顺继电控制部分的故障，主要表现为顺序控制不能正常完成。序控制不能正常完成。2控制电路部分故障控制电路部分故障控制电路部分的故障常见的为缺相故控制电路部分的故障常见的为缺相故障，我们可以通过以下地方法直观地作出障，我们可以通过以下地方法直观地作出判断。判断。（1）三相全控桥式整流电路输出电压平均值）三相全控桥式整流电路输出电压平均值Ud当电路接电阻负载，控制角当电路接电阻负载，控制角060时，时，Ud=2.34Ucos；当；当=0时，本电路的输时，本电路的输出电压应该是出电压应该是220V。我们可以通过测量和观察输出电压值来我们可以通过测量和观察输出电压值来判断电路是否正常。判断电路是否正常。（2）三相全控桥式整流电路输出电压波形）三相全控桥式整流电路输出电压波形当三相全控桥式整流电路带电阻负载当三相全控桥式整流电路带电阻负载时，它的输出电压时，它的输出电压Ud的波形是判断整流电的波形是判断整流电路是否正常的最直观的手段。路是否正常的最直观的手段。Ud的正常波形。的正常波形。=0时，时，Ud的波形如图的波形如图1.10.22所示。所示。Ud的异常波形。在电阻负载情况下，的异常波形。在电阻负载情况下，Ud波形出现异常，如图波形出现异常，如图1.10.23所示，是典型所示，是典型的缺一相电源的输出波形。的缺一相电源的输出波形。（3）反馈电路开路）反馈电路开路闭环电路给定电压的输出信号与负反闭环电路给定电压的输出信号与负反馈电压相减后，经过放大产生控制电压馈电压相减后，经过放大产生控制电压Uk，去控制触发电路。，去控制触发电路。一旦负反馈电路开路，反馈电压为一旦负反馈电路开路，反馈电压为0V，控制电压将很高，输出很快达到正限幅，控制电压将很高，输出很快达到正限幅值，所以值，所以Ud会立即达到最大值。会立即达到最大值。图图1.10.22 1.10.22 输出电压输出电压U Ud d的波形的波形 图图1.10.23 1.10.23 缺一相电源的输出电压波形缺一相电源的输出电压波形 u操作一操作一检测与排除继电控制部分故障检测与排除继电控制部分故障（1）故障现象：接通）故障现象：接通QS1，KM2不能吸合。不能吸合。故障范围：故障范围：QS1开关接触不良，开关接触不良，U相电相电源开路或者源开路或者KM2线圈开路。线圈开路。检测方法：测量检测方法：测量U、N之间电压应该是之间电压应该是否为否为220V，否则，否则U相电源开路。测量相电源开路。测量101、N之间电压是否为之间电压是否为220V，否则，否则FU1开路。开路。测量测量N、101，N、103之间电压是否为之间电压是否为220V，否则，否则QS1开关接触不良。开关接触不良。如果如果KM2线圈两侧电压是线圈两侧电压是220V，则，则KM2线圈开路。线圈开路。（2）故障现象：接通）故障现象：接通QS1，QS2，KM2吸吸合，合，KM1不能吸合。不能吸合。故障范围：故障范围：QS2、K12常闭触头，常闭触头，KM2常开触头，常开触头，KM1线圈故障。线圈故障。检测方法：依次测量检测方法：依次测量36、105、107、106与与N之间电压，如果电压由之间电压，如果电压由220V突变为突变为0V，则此点为故障点。如果，则此点为故障点。如果KM1线圈两侧线圈两侧电压是电压是220V，则，则KM1线圈开路。线圈开路。（3）故障现象：按下）故障现象：按下SB2，给定继电器，给定继电器KA不能吸合。不能吸合。故障范围：故障范围：SB1常闭触头、常闭触头、SB2常开触常开触头、头、K11与与KM1常开触头、常开触头、KA线圈等故障。线圈等故障。检测方法：依次测量检测方法：依次测量36、111、110、109、108与与N之间电压，如果电压由之间电压，如果电压由220V突变为突变为0V，则此点为故障点。如果，则此点为故障点。如果KA线圈两侧线圈两侧电压是电压是220V，则，则KA线圈开路。线圈开路。（4）故障现象：指示灯不亮，只能是）故障现象：指示灯不亮，只能是K12常开触头不能闭合，指示灯损坏。检测方常开触头不能闭合，指示灯损坏。检测方法同上。法同上。u操作二操作二检测与排除整流电路部分故障检测与排除整流电路部分故障（1）故障现象：当给定开关旋到最大位置，）故障现象：当给定开关旋到最大位置，输出直流电压低于正常值输出直流电压低于正常值220V。（2）故障范围：能够引起这种故障现象的）故障范围：能够引起这种故障现象的范围很大，大致可以分为范围很大，大致可以分为4个小范围。个小范围。同步电压产生部分同步电压产生部分集成触发电路部分集成触发电路部分触发脉冲输出部分触发脉冲输出部分三相桥式整流主电路部分三相桥式整流主电路部分（3）缩小故障范围的检测方法。）缩小故障范围的检测方法。按照下面顺序进行检测：按照下面顺序进行检测：测量同步变压器输出的三相同步电压或测量同步变压器输出的三相同步电压或者整流电压，若电压正常则排除同步电源者整流电压，若电压正常则排除同步电源故障，否则故障在同步电压产生部分。故障，否则故障在同步电压产生部分。用示波器观察比较用示波器观察比较3个个KC04集成电路的集成电路的脚的削波锯齿波波形相序，正常相位差脚的削波锯齿波波形相序，正常相位差应该是应该是60，否则故障范围在集成触发电路，否则故障范围在集成触发电路部分。部分。用示波器观察比较触发板脉冲功率放大用示波器观察比较触发板脉冲功率放大晶体管晶体管VT1VT6集电极的脉冲电压波形，集电极的脉冲电压波形，正常应该是六组相位差为正常应该是六组相位差为60的双窄脉冲，的双窄脉冲，否则故障范围在触发脉冲放大输出部分。否则故障范围在触发脉冲放大输出部分。以上测量均无故障，故障就在触发脉冲以上测量均无故障，故障就在触发脉冲变压器或者晶闸管主电路部分。变压器或者晶闸管主电路部分。u操作三操作三检测同步电压电路故障检测同步电压电路故障（1）故障现象：同步变压器输出的三相同）故障现象：同步变压器输出的三相同步电压，或者整流电压异常。步电压，或者整流电压异常。（2）故障范围：控制电路熔断器、接触器）故障范围：控制电路熔断器、接触器KM2主触头、同步变压器发生故障。主触头、同步变压器发生故障。（3）检测方法：）检测方法：测量接触器测量接触器KM2主触头输出端电压，电主触头输出端电压，电压正常应该是三相压正常应该是三相380V，若不正常，测量，若不正常，测量接触器接触器KM2主触头输入端电压，如果电压主触头输入端电压，如果电压不正常，则熔断器故障，否则接触器主触不正常，则熔断器故障，否则接触器主触头接触不良。头接触不良。若上面检测没有发现故障，再测量同步若上面检测没有发现故障，再测量同步变压器输出，三相同步电压应该是变压器输出，三相同步电压应该是30V，整流输出电压是整流输出电压是3组组34V电压，若都不正常，电压，若都不正常，故障在同步变压器，可进行修理或者更换。故障在同步变压器，可进行修理或者更换。u操作四操作四检测集成触发电路部分故障检测集成触发电路部分故障（1）故障现象：）故障现象：3个个KC04集成电路集成电路脚的脚的锯齿波电压波形相位差不是锯齿波电压波形相位差不是60。（2）故障范围：触发板同步电压输入点故）故障范围：触发板同步电压输入点故障，障，KC04集成电路故障，外围电路故障。集成电路故障，外围电路故障。（3）检测方法：）检测方法：用示波器观察用示波器观察3个个KC04集成电路的集成电路的外外接电阻接电阻R3端波形，应该是端波形，应该是3个相位差个相位差120的的正弦波，若波形异常，可能是同步电压故正弦波，若波形异常，可能是同步电压故障，按照操作三排除；或者故障为输入接障，按照操作三排除；或者故障为输入接线接触不良。线接触不良。用示波器观察用示波器观察3个个KC04集成电路的集成电路的端端波形，应该是波形，应该是3个相位差个相位差60的锯齿波，而的锯齿波，而且且端的电压应该是端的电压应该是+6V左右。若发现异左右。若发现异常，测到不正常的电压值，检测常，测到不正常的电压值，检测、端端之间外围元器件，排除故障，如果外围元之间外围元器件，排除故障，如果外围元器件无故障，则故障在集成电路。器件无故障，则故障在集成电路。用示波器观察用示波器观察3个个KC04集成电路的集成电路的端端波形，应该是波形，应该是3个相位差个相位差60的削波锯齿波。的削波锯齿波。若波形异常，找到波形异常的某个若波形异常，找到波形异常的某个KC04集集成电路，测量外围电阻成电路，测量外围电阻R5、R6外端的偏置外端的偏置电压为电压为+6V、6V，排除故障；如果外围，排除故障；如果外围元器件无故障，则故障在集成电路。元器件无故障，则故障在集成电路。u操作五操作五检测触发脉冲放大输出部分故障检测触发脉冲放大输出部分故障（1）故障现象：触发脉冲电压波形异常。）故障现象：触发脉冲电压波形异常。（2）故障范围：）故障范围：VD1VD12六个二极管六个二极管或门电路故障，隔离二极管故障、脉冲功或门电路故障，隔离二极管故障、脉冲功率放大级晶体管率放大级晶体管VT1VT6故障。故障。（3）检测方法：用示波器观察比较脉冲功）检测方法：用示波器观察比较脉冲功率放大晶体管率放大晶体管VT1VT6集电极的脉冲电集电极的脉冲电压波形，正常应该是压波形，正常应该是6组相位差为组相位差为60的双的双窄脉冲。若异常，找到异常的那一组，检窄脉冲。若异常，找到异常的那一组，检测晶体管，以及晶体管基极的隔离二极管，测晶体管，以及晶体管基极的隔离二极管，排除故障。图排除故障。图1.10.25所示为所示为端波形和端波形和VT1VT6集电极的双窄脉冲波形异常显集电极的双窄脉冲波形异常显示状态。示状态。图图1.10.24 1.10.24 两个两个KC04KC04集成电路的集成电路的或或端波形异常端波形异常 图图1.10.25 1.10.25 端波形和端波形和T1T1T6T6集电极的双窄脉冲波形异常集电极的双窄脉冲波形异常u操作六操作六三相桥式整流主电路部分三相桥式整流主电路部分（1）故障现象：操作三、四、五各个部分）故障现象：操作三、四、五各个部分都没有故障，输出电压都没有故障，输出电压Ud异常。异常。（2）故障范围：触发脉冲变压器或者晶闸）故障范围：触发脉冲变压器或者晶闸管主电路部分存在故障。管主电路部分存在故障。（3）故障检测：用示波器观察比较，触发）故障检测：用示波器观察比较，触发脉冲变压器的输出波形正常应该是相位差脉冲变压器的输出波形正常应该是相位差为为60的双窄脉冲，找到脉冲异常的一路，的双窄脉冲，找到脉冲异常的一路，检测该部分电路元件，排除故障；若正常，检测该部分电路元件，排除故障；若正常，则主晶闸管部分故障。则主晶闸管部分故障。u操作七操作七检测反馈电路开路故障检测反馈电路开路故障（1）故障现象：开机后，调节给定电位器，）故障现象：开机后，调节给定电位器，输出电压很快上升到最大值。输出电压很快上升到最大值。（2）故障范围：反馈电压由隔离板产生，）故障范围：反馈电压由隔离板产生，反馈电压取样电路、振荡电路故障，输出反馈电压取样电路、振荡电路故障，输出电路故障。电路故障。（3）故障检测：）故障检测：观察隔离板是否产生振荡的蜂鸣声，如观察隔离板是否产生振荡的蜂鸣声，如果没有则振荡电路故障，排除故障。果没有则振荡电路故障，排除故障。测量隔离板电压反馈输入值是否正常，测量隔离板电压反馈输入值是否正常，若异常检查取样电路，排除故障。若异常检查取样电路，排除故障。隔离板上反馈输出电压为零，检查整流隔离板上反馈输出电压为零，检查整流二极管二极管VD5、VD6，排除故障。，排除故障。