关于直流调速器维修技术知识学习资料

1、广州触摸屏维修直流调速器维修技术在修复各类机床电气设备，如印刷设备、包装机设备或其它设备时，有的设备需配备多个小功率直流电机，一般都是模拟式的直流调速器，实现工艺流程的控制。当厂商设备销售达到一定的（数量）规模时，有的厂商便自行开发与配置设备上直流电机的调速板，以期达到降低生产成本的要求，这类直流调速板电路简单，成本低廉，通用性强，便于制作和调试，能满足一般性控制要求，且对直流电机具有一定的保护功能。图1，即为一款适应1kw以下小功率直流电机用的机床电气设备上的直流调速板电路。这类调速装置通常以一块线路板的形式，安装于控制箱内，与机床设备的控制电路构成一体。1、电路原理简析：主电路调速器的主电

2、路采用了先交流调压后整流的电路形式，先用双向晶闸管v1对输入交流电压进行调节，再由p4桥式整流电路对调节后的电压进行整流，供直流电机电枢绕组a1、a2端子的供电；励磁电源，则由p1对交流220v直接整流后，供f1、f2励磁线圈端子。这样，不仅使主电路成本有所降低，更成控制电路大为简化，厂商生产产品，看来一个重要的指标，即是降低成本。在电源输入回路中串联了4a保险管，起到对双向晶闸管v1的第二重（第一重保护由n3、n4完成）过载与短路保护。r1、c2并联在晶闸管的t1、t2两端，吸收有害尖峰电压能量，对晶闸管起到过压保护作用。同步、移相和触发电路由u1、n1、n2、v2等电路组成。p2、u1构成

3、同步电压信号采样电路，r5、r6对输入220v交流电压进行限流，输入p2整流桥，将电网的正、负半波“调向”为100hz的脉动直流信号，经r、u1输入侧（1、2脚）形成u1内部发光二极管的电流输入通路。u1的5脚接入+9v供电的上拉电阻r11，在100hz脉动直流作用下，u1的5脚（n1的10脚）因u1输出三极管大部分时间处于导通状态下，u5脚电压为近于0v的低电平，在电网电压过零时，u1内部三极管截止，n1的10脚出现一个与电网过零点同步的高电压（窄）脉冲电压，此电压可称为同步信号电压。此处将电网电压进行桥式整流取出同步电压信号的目的，是为了后续电路能在电网正半波和负半波期间，各输出一个移相脉

4、冲信号，来控制双向晶闸管的“双向可控导通”，实现交流调压。若单独取用一个正半波同步信号，形成的移相触发信号，虽触发的也是双向晶闸管，但输出电压即为直流电压了（双向晶闸管仅在电网正半波时被触发导通）。n1运放电路接成电压比较器，反相端由r12、r13对+9v分压，得到5.4的分压值，提高了干扰门限电压水平，也起到对输入信号整形作用，使输出电压为矩形波脉冲。在电网过零点期间，n1的8脚为高电平电压。n1、v3、v4构成锯齿波形成电路，锯齿波的零电位点与电网过零点对应。v4、d3、r22、r23组成恒流源充电电路，使c10上电压线性上升，提升了电路的移相控制范围。d3为发光二极管，导通电压约为1.2

5、v，其压降受流通电流影响不大，可近似认为是一个恒定电压，作为v4的固定工作偏压，由元件参数可推算出该恒流源的恒定电流值为1.2v0.6v(v4发射结电压)/2.2k=0.27ma。在电网电压正（负）半波期间，n1的10脚为低电平，8脚也为低电平，v3处于截止状态，v4以恒流（0.27ma）为c10充电，c10上电压线性上升，电网过零点到来时，n1的8脚变为高电平，v3饱和导通，将c10所充电荷快速泄放。因c10的充电时间常数不一样，恒流缓充电，使c10上电压上升斜率较小；放电时间常数小（v3饱和导通下电阻值极小），c10下降斜率大（形成陡峭下降），二者作用在c4的正端形成锯齿波电压，并输出到n

6、2的同相输入端5脚。n2运算放大器构成可变脉宽输出电路。n2的反相端为速度给定信号输入端，由r19、r21对+9v分压设定转速给定电位器w2的电压调节范围，n2的6脚输入的是一个反向调节电压，w2活动臂分压值越高，主电路输出直流电压越低。因c11放电后会有“残余电压”的存在，选限r21的阻值，使w2调到零位时，n2的6脚电压仍能c11上锯齿波电压的“谷底”，避免n2输出脚出现恒定调电平（调宽脉冲消失）而导致的“移相失步”现象，在给定最高转速信号时，主电路输出反而为零或出现“跳动电压”，引起直流电机剧烈振动。r19的选值，是使给定电压的最高电压值，稍高于c11上锯齿波电压的“齿尖”，在给出最低转

7、速信号时，能使主电路双向晶闸管可靠关断。本电路速度给定电压范围为8.451.1v，对就输出电压范围约为0200v，为开环控制模式。在转速给定电路中，电容c11的正端接电源+9v，负端接n1的6脚，该电容的作用机理是这样的：假定没有该电容的存在，在调速板上电瞬间，当w2活动臂输出电压低于n2的5脚锯齿波峰值电压时，装置得电，电机便会以较高速度运行，易发生意外。当增设c11电容后，上电瞬间，c11的充电电流使n1的6脚产生一个高电平跳变，n1的7脚在上电瞬间为低电平，v1处于关断状态，电机不转。随着c11充电过程的完成，v1逐渐开通，电机按给定速度运转。此后，c11充电电流为零，相当于开路，失去作

8、用。n2的7脚输出的可调脉宽电压，其左上升沿决定着v1的导通时间，若用于直接驱动脉冲功率放大器v2，则在n2的整个脉宽电压输出期间，v2的一直导通形成了双向晶闸管连续的栅、阴极电流，造成无必要的功耗。串接电容c5的目的，是将n2输出的连续信号变为c5充电电流的“瞬态信号”，n2输出脉宽信号的起始段，c5充电电流最大，形成了v1触发电流的峰值，随着c5上充电电压的建立，充电电流减小至为0，v2截止，但v1被触发后在承受正向电压期间，则一直自维持导通。c5的作用，是将n2输出的连续信号进行了“脉冲化处理”。过载保护电路过流故障保护电路由n3、n4、v7、v6等构成。电流采样电阻r3串联于主电路中，

9、r3上的电压降信号经d1、c3整流滤波，在w1活动臂上取出电枢电流信号，经n3放大器放大，输入下级由n4组成的电压比较器电路，当因电枢过流使n3的14脚输出7.8v以上电压时，n4的1脚输出高电平，v7（双向晶闸管，此处也可选用单向晶闸管）被触发导通，接通了保护开关管v6的基极偏流回路，为可变脉宽形成电路n2的6脚引入+9v高电平，迫使n6停止工作，主电路的双向晶闸管v1失去触发脉冲，输出中止，起到了过流保护的作用。该电路使用晶闸管v7的目的，是出现过流保护动作时，将保护状态“锁定”，v6基极偏流回路中的发光二极管d4，起到“故障指示”的作用。电路具有“故障记忆”功能，保护动作，使主电路的输出

10、停止，电枢电流为零，n4的1脚输出的“过流信号”也随之消失。但 “故障指示”灯却因v7的维持导通，一直处于点亮中，提示工作人员，现在的停机保护动作，是由已发生的过流故障所引起的，应检查故障原因并排除故障后再投入运行！同时，可变脉宽形成电路n2也被锁定于脉宽信号输出的“禁止状态”，要将故障锁定状态复位，须将装置的供电电源断开几秒种后，使v7失去维持电流而关断后，再行恢复供电即可。2、故障检修思路和方法：1）输出为最高转速，不可调，测p4整流电压为200v。a、为装置接入220v/220v隔离维修电源，将v1栅极电阻与电路脱开，即断开v1触发电流通路，测p4整流电压仍为200v，则为主电路晶闸管v

11、击穿短路。b、给定转速电路w2性能变坏，活动臂与上固定端电阻值变大，使调节电压不能升高，误给出最高转速信号。2）fuse保险管熔断，检查桥式整流电路p4内部四只二极管有无一只或二两已经短路。同时应该检查保护电路w1、n3、n4电路等有无故障，故导致保护失效，使p4烧毁。3）输出电压为零。牵扯三方面的电路，一为主电路损坏，如晶闸管v1、电流采样电阻r3有开路性损坏；二为保护电路误动作，强制移相触发电路停止工作；三为称相触发电路本身故障，不能输出正常的移相触发脉冲信号。a、检查r3无断路故障，短接晶闸管v1的t1、t2极，测p4整流输出端有无200v电压。若仍无正常的直流电压输出，则为p4有损坏（

12、加接负载电阻使测试易于判断），若有正常电压输出，继续下一步的检查；b、用导线或镊子短接脉冲放大管v2的c、e射极，人为接通v1的触发电流通路，p4输出电压仍为0，说明晶闸管v1损坏；测p4能输出200v直流电压，说明主电路完好；继续下一步检查c、检查移相触发电路之前，应首先排除保护电路是否误动作，使移相触发电路不能投入正常工作。上电，若发现故障指示灯d4一直处于点亮状态，说明过流保护电路处于误动作状态，检查n3、n3两级保护电路；若d4不亮，测v6的uce小于1v，则为v6击穿损坏。更为有效的检查方法，将v的发射极脱开电路板，调w2，测p4输出电压正常变化，故障为保护电路误起控；测p4仍无输出

13、，故障在称相触发电路，继续下一步检查；d、调整w2，测n2的1脚是否有相应0-8v左右的直流电压输出，若变化正常，即n2本级及前级移相电路工作正常，故障在c5、v2触冲功率放大级，如v2放大倍数变低，或开路，电容c5容量下降或失容，造成触发电流过小，v1不能正常开通等；若n2的1脚为固定8v以上正电压或为0v，则故障在n2及前级电路。应继续下一步检查；e、据电路分析，“想见”各点波形图，并进而估测或推算出移相触发电路各关键点电压值，作出故障判断。同步输入电压为交流50hz正弦波电压，经r5、r6限流（限幅）、p2整流，变为100hz的脉动直流，由于u1输入侧二极管的削波作用，实际在a点（u1的

14、1、2脚之间）形成一个梯形波电压，其梯形波谷底对应电网过零点。该电压的峰值即为u1输入侧二极管的正向压降，约为1.2v左右。因电网过零点时间极短，但加上u1输入侧发光二极管的门坎电压和p2的正向压降的限制，将梯形波的低电平时间有所“展宽”，可估算u1的1、2脚之间电值比1.2v稍低，应为直流1v左右；u1输入侧二极管大部分时间处于正向电压作用下，输出侧三极管也大部分时间处于导通状态下，只在电网过零点时，有一个瞬间截止过程，因而b点波形电压峰值为电源电压+9v（u1截止瞬间），最低电压为0v（忽略u1内部三极管的饱和导通压降），波形接近矩形波，但可能有一定的上升斜率。因而b点对地电压值接近0v而

15、低于1v，估算直流电压约为0.4v左右。而且u1有无过同步脉冲电压输出，检测方法也简单有效：用镊子短接u1的1、2脚，测b点电压上升为+9v，松开镊子，测b点电压降为1v以下，可以断定，u1电路是好的，同步电压已经正常输入，也能正常输出同步脉冲信号。n1电压比较器电路，具有消噪和对输入电压整形作用，输出为与c点波形对应的矩形脉冲电压，所测直流电压值也应为0.4v左右。测n1的9脚直流电压，应为r12、r13的分压值5.4v，输出为04v。判断该级对信号有无正常传输，当用导线或镊子短接9、10脚时，测8脚应变为0v，解除短接，上升为04v。如用交流挡测量输出电压，用镊子短接时，8脚变为0v，解除

16、短接时，8脚输出电压应有大幅度上升，如3v或更高。锯齿波形成电容c3，由v4、v3的充、放电控制，在d点形成锯齿波电压，锯齿波电压的最大幅度（峰值）可参考给速度给定最高电压值，（应低于给定最大值）约为7v左右，最低电压幅值约为0v（忽略v3的饱和导通压降）。若将锯齿波的三角缺口与锯齿的面积看作近似相等，则对所测d点直流电压，应为3.5v左右。为7v以上或1v以下，说明该点没有形成锯齿波电压。该点电压的有无，也可通过短接n1的两个输入脚来判定，短接时，测d点电压上升为7v以上，解除短接，则降为3v左右，说明该点锯齿波已正常输出。n2为可调脉宽处理电路，当5脚锯齿波电压正常时，调整6脚速度给定电压

17、时，输出脚应按给定电压作反向变化，当给定08v时，输出大致按80v变化。调整6脚电压，测输出脚的相应变化，则不难判断该电路的工作是否正常了。上述分析的步骤和目的：第一步，分析电路，根据电路工作流程、信号性质分析，可以“想见”出各关键点的电压波形图，如a点为梯形波，b、c点为与电网过零点对应的“窄脉冲”，且峰值电压应为+9v。第二步，由“想见”得出的波形图，进而根据波形的“占空比”特性，可推算直流电压值，如某脚输出为11矩形脉冲，则该脚直流电压值一定约为二分之一电源电压。这是以“面积估算”方法，得出关键点的电压值。经过第一、二步的分析，电路某环节的正常或故障，经过检测，即可以心中有数了。大部分设

18、备电路，即使给出设备电路图，但往往电路图上，未标注出关键工作点的波形图和电压值，这给故障检测带来不便，“想见”得出波形图后，可用示波器检测各点波形的有无与形状，与“想见”波形图相对照，有差异时，分析“想见”波形图的不准确之处，提高自己分析电路和“想见”的能力。无示波器时，可据各关键点推算电压值，检测各点电压，并配合采用短接运放电路输入端等方法，造成电路某点的“动态输出”动作信号输出的有、无，增强检测的方便和准确度。如果逐步积累自己的经验，用万用表的交流挡测量各点信号的有无，交流电压测量，具有测量“电压峰值”的特性，所测信号电压幅度更大，动、静态对比检测更为显著，检测移相触发电路各点信号的有无，

19、也是能够胜任的。根据电路构成，也可以判断该级电路是否正常，如n1构成电压比较器电路，当10脚电压高于9脚基准电压时，8脚输出为+9v高电平，10脚低于9脚电压时，8脚变为0v，输出只能在两个“极端值”之间切换（对脉冲信号传输时，所测为平均电压值，就不是9v和0v了）。怀疑该级电路损坏时，先将u1的1、2脚短接，将交流输入信号中断，将10脚对电源地短接试验，当10脚与地短接时，8脚变为0v。镊子松开时，8脚变为+9v，说明该级运放电路是好的。如n2构成了可调脉宽处理电路，当6脚电压变化时，7脚输出脉冲宽度作反向变化，因而所测直流电压也反比于6脚电压的变化。调节w2，检测7脚输出电压变化，可方便判

20、断该级电路是否正常。另外，工业控制电路中，不像是音频功率放大器一样，电路所传输和处理的为模拟电压信号，电路所传输的多为开关量信号，运放电路在电路中，并不是将其作为模拟放大器来应用的，而是作为开关电路来应用的，这就不难解释，像电压比较器电路一样，电路输出也只能有高电平（正的电源电压，+9v）和低电平（电源地电平，0v）两种状态了。同步输入电压为交流50hz正弦波电压，经r5、r6限流（限幅）、p2整流，变为100hz的脉动直流，由于u1输入侧二极管的削波作用，实际在a点（u1的1、2脚之间）形成一个梯形波电压，其梯形波谷底对应电网过零点。该电压的峰值即为u1输入侧二极管的正向压降，约为1.2v左

21、右。因电网过零点时间极短，但加上u1输入侧发光二极管的门坎电压和p2的正向压降的限制，将梯形波的低电平时间有所“展宽”，可估算u1的1、2脚之间电值比1.2v稍低，应为直流1v左右；u1输入侧二极管大部分时间处于正向电压作用下，输出侧三极管也大部分时间处于导通状态下，只在电网过零点时，有一个瞬间截止过程，因而b点波形电压峰值为电源电压+9v（u1截止瞬间），最低电压为0v（忽略u1内部三极管的饱和导通压降），波形接近矩形波，但可能有一定的上升斜率。因而b点对地电压值接近0v而低于1v，估算直流电压约为0.4v左右。而且u1有无过同步脉冲电压输出，检测方法也简单有效：用镊子短接u1的1、2脚，测

22、b点电压上升为+9v，松开镊子，测b点电压降为1v以下，可以断定，u1电路是好的，同步电压已经正常输入，也能正常输出同步脉冲信号。n1电压比较器电路，具有消噪和对输入电压整形作用，输出为与c点波形对应的矩形脉冲电压，所测直流电压值也应为0.4v左右。测n1的9脚直流电压，应为r12、r13的分压值5.4v，输出为04v。判断该级对信号有无正常传输，当用导线或镊子短接9、10脚时，测8脚应变为0v，解除短接，上升为04v。如用交流挡测量输出电压，用镊子短接时，8脚变为0v，解除短接时，8脚输出电压应有大幅度上升，如3v或更高。锯齿波形成电容c3，由v4、v3的充、放电控制，在d点形成锯齿波电压，

23、锯齿波电压的最大幅度（峰值）可参考给速度给定最高电压值，（应低于给定最大值）约为7v左右，最低电压幅值约为0v（忽略v3的饱和导通压降）。若将锯齿波的三角缺口与锯齿的面积看作近似相等，则对所测d点直流电压，应为3.5v左右。为7v以上或1v以下，说明该点没有形成锯齿波电压。该点电压的有无，也可通过短接n1的两个输入脚来判定，短接时，测d点电压上升为7v以上，解除短接，则降为3v左右，说明该点锯齿波已正常输出。n2为可调脉宽处理电路，当5脚锯齿波电压正常时，调整6脚速度给定电压时，输出脚应按给定电压作反向变化，当给定08v时，输出大致按80v变化。调整6脚电压，测输出脚的相应变化，则不难判断该电路的工作是否正常了。上述分析的步骤和目的：第一步，分析电路，根据电路工作流程、信号性质分析，可以“想见”出各关键点的电压波形图，如a点为梯形波，b、c点为与电网过零点对应的“窄脉冲”，且峰值电压应为+9v。第二步，由“想见”得出的波形图，进而根据波形的“占空比”特性，可推算直流电压值，如某脚输出为11矩形脉冲，则该脚直流电压值一定约为二分之一电源电压。这是以“面积估算”方法，得出关键点的电压值。经过第一、二步的分析，电路某环节的正常或故障，经过检测，即可以心中有数了。大部分设备电路，即使给出设备电路图，但往往电路图上