课题1主电路及继电控制电路调试

1、模块三 DSC-32型晶闸管直流调压装置调试本模块介绍的DSC-32型晶闸管直流调压、调速装置，可作为直流电动机可调电源，对其电枢供电；也可作为可调直流电源使用。该装置主电路采用三相全控桥，以晶闸管整流器将交流电整流成为可调直流电，对直流电动机电枢供电，并引入电压负反馈、电流截止负反馈、转速负反馈等，组成自动稳速的无级调速系统。课题1 主电路及继电控制电路调试能力目标 熟悉DCS-32直流调压调速装置的组成及工作过程； 掌握主电路的工作原理及调试； 掌握继电保护电路的工作原理及调试。知识准备 DCS-32直流调压装置的组成结构； 三相全控整流电路的相关知识。任务引入本课题任务是熟悉DSC-32

2、型晶闸管直流调压装置各电器部件，学习直流调压调速系统的主电路和继电器控制电路工作原理，进行系统主电路、继电器控制电路调试，使晶闸管可控整流电路380V、控制电路3×17V工作电源正常。任务分析DSC-32直流调压调速系统采用三相全波晶闸管可控整流，为保证可控整流电路中的晶闸管工作正常，需在晶闸管阳极、阴极两端加正向电压，门极提供正向触发脉冲（脉冲由触发电路提供）。为保证系统工作，晶闸管可控整流主电路三相电源有Y/接法变压器提供，触发电路电源由一个同步变压器提供，而实现自动控制，这两个变压器均由继电器电路控制。系统调试时要首先保证继电器控制电路和晶闸管可控整流主电路电源正常。相关知识一

3、、DSC-32型晶闸管直流调压系统组成DSC-32型晶闸管直流调压装置主电路采用三相全控桥式整流电路，控制电路由给定环节、给定积分放大器、零速封锁电路、集成脉冲触发器、电流截止负反馈、电压负反馈、过流保护电路、缺相保护电路组成自的无级调压调速系统。并设有保护报警电路，独立的励磁电源，向直流电动机提供励磁电流。本装置单闭环连接图如图3-1-1所示，系统可通过短接片构成开环和闭环控制。图3-1-1 系统单闭环连接图1整流变压器整流变压器用于电源电压的变换。为了减少对电网波形的影响，整流变压器接线采用/Y0-11方式。2晶闸管可控整流部分在DSC-32型直流调速柜中采用三相全控桥式整流电路，这种电路

4、多用于中等容量装置或不可逆的直流电动机使动系统中（在三相半控桥中需加续流二极管）。电路图如图3-1-2所示。三相交流电经交流接触器KM1引至整流变压器B1原边，经电压变换后过快速熔断器RSO引至三相桥式可控整流电路，经整流后，输出直流电源，向被控电动机电枢馈送电能。通过控制晶闸管整流元件的导通角度，就可以调节整流电路的输出直流电压。图3-1-2 晶闸管可控整流电路图3给定环节由中间继电器KA控制的给定电源通过一个电阻R112加到控制盘上的给定电位器，调节此电位器可得到0+10V的直流给定电压。给定电路图如图3-1-3所示。图3-1-3 给定电路图4放大器放大器回路是系统的控制核心，采用了高精度

5、运算放大器LM324作为运算部件。5集成脉冲触发器采用专用的集成脉冲产生芯片KC04作为系统的脉冲产生电路。该芯片性能稳定可靠、移相范围宽、外围控制元件简单，是目前国内采用较多的晶闸管触发电路。6电压负反馈采用并联反馈方式，电压、电流反馈量均与给定电压并联综合。从晶闸管输出端按一定比例反馈过来的直流电压，该电压经电压隔离器隔离后加到调节放大单元。由于给定电压和反馈电压是反极性连接，所以构成电压负反馈，加到运算放大器输入端的电压为给定电压与反馈电压的差值U，其值经PI调节运算后，加到触发器的输入端作为触发器的控制电压。电压负反馈线路原理如图3-1-4所示。图3-1-4 电压负反馈线路图7电压隔离

6、器电压隔离器线路原理如图3-1-5所示。通过电压隔离器将取自主回路的电压反馈信号（44，45）变换、隔离后，作为电压负反馈的输入信号。由于隔离器的隔离作用，控制系统与高电压的主电路不发生直接的电联系，因此设备工作安全可靠。图3-1-5 电压隔离器线路原理图8保护系统本装置在整流桥输入侧及整流桥各元件上安设了阻容吸收回路，防止整流元件因瞬时过电压而击穿；并在整流桥输入侧安设了快速熔断器，对各整流元件进行过电压保护；此外，设备还设有信号保护系统。9励磁电源由整流变压器B1副边输出交流（245V），经单相桥式整流电路后变为220V直流电，作为电机的励磁电源。二、DSC-32型晶闸管直流调压装置介绍1

7、、结构组成DSC-32型晶闸管直流调压装置采用功能模块化设计，立柜式结构，如图3-1-6所示。柜内最下层安装整流变压器；柜内前面上半部分装有电源板、调节板、触发板和隔离板；下半部分装有继电线路和保护线路配电盘；柜内后面装有晶闸管门极电路、保护电路、电流截止信号取样电路和电压反馈信号取样电路；晶闸管安装在前后板之间；指示器件和操作器件安装在左前门的上部。图3-1-6 DSC-32型晶闸管直流调压装置结构图设备内装有保护报警电路，当快速熔断器熔断，直流输出过流或短路，保护电路发出指令，可自动切除主电路电源，同时故障指示灯亮，直至操作人员切断控制装置电源，故障指示灯才可熄灭。保护电路的设置提高了设备

8、运行的安全性。2、技术参数DCS-32直流调压调速装置技术数据如表3-1-1所列。表3-1-1 技术参数表规格额定交流输入 直流输出调速范围静差率励磁输出能力相数电压（V）电流（A）电压（V）电流（A）电压（V）电流（A）5/2303N38030-230510：1±5%220130/2303N38014.50-2303010：1±5%220260/2303N380290-2306010：1±5%2202（1）启动性能：在安全工作区允许范围内可满负荷启动。加速电流允许整定在设备额定电流的1.5倍，启动过程平稳无冲击。（2）过载能力：允许短时输出1.5倍额定电流，持续

9、时间不大于一分钟。（3）额定运行方式：连续。（4）电源：交流380V、50Hz。（5）总功率：1KVA。（6）外形尺寸：70cm×60cm×185cm。（7）重量：75 kg。三、晶闸管可控整流主电路晶闸管可控整流主电路如图3-1-7所示。主电路电源由接触器KM1控制，经过三相变压器（/Y）和快速熔断器提供给晶闸管全控整流电路；控制电路电源经过熔断器，由接触器KM2控制送给同步变压器B1，同步变压器B1为控制电路提供6路17V电源，同时为触发电路提供三相同步电源。接触器KM1、KM2则有继电控制电路控制。图3-1-7 晶闸管可控整流主电路四、继电器控制电路继电器控制原理图如

10、图3-1-8所示。启动时，闭合QS1（本身带自锁），控制电路接触器KM2线圈得电，主触头闭合，将U、V、W和36、37、38接通，使同步电源变压器、控制电路得电，控制电路开始工作。36#线得电和KM2辅助常开触头的闭合，为主电路、给定电路的接通做好准备。闭合QS2（本身带自锁），主电路接触器KM1线圈得电。主触点接通三相电源，整流变压器得电，KM1的辅助常开触点闭合有两个作用：一是使控制电路接触器KM2线圈始终接通，保证主电路得电时，控制电路不能被切断；二是为给定回路的接通做好准备。按下SB2，给定回路接通，KA得电自锁，启动完成。图3-1-8 继电器控制电路图停止时，先将给定电位器调到最小位

11、置，后按下SB1，切断给定回路；再断开QS2，切断主电路；最后断开QS1，切断控制电路。知识链接 1自然换相点（=0°的地方）：为相邻相电压或线电压的交点，它距相电压波形的原点30°，距对应线电压波形原点60°。2失控当触发脉冲突然丢失或突然把控制闸调到180°时，将有导通的晶闸管关不断而三个整流二极管轮流导通的环现象叫失控。判断失控的方法：在运行中，如果发现输出电压改变，通过调整角，Ud不再变化，则应怀疑电路失控。3三相桥式全控整流电路在=0°时，相当于二极管电路不可控整流情况，单相整流电路输出电压波形为正弦电压正半周波形，三相半波输出电压波

12、形为三相电压正向包络线，而三相桥式整流电路输出电压波形是三相相电压正负包络线，即六个线电压正向包络线。移相范围=0°180°。输出平均电压U=1.17V2(1+cos)。图3-1-9 三相桥式全控电阻负载整流电路图3-1-9所示为三相桥式全控电阻负载整流电路。它是由三相半波晶闸管共阴极整流电路和三相半波晶闸管共阳极整流电路串联组成的，为使6个晶闸管按 VTl-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6-VTl的顺序触发导通，晶闸管的编号顺序为：VT1、VT4接U相；VT3、VT6接V相；VT、VT2接W相。其中VT1、VT3、VT5组成共阴极组，VT2、VT4、VT6组成共阳极

13、组。图3-1-10所示为三相桥式全控电阻负载整流电路在触发延迟角=00（=300）时的输出电压波形和触发脉冲顺序。触发延迟角=00，表示共阴极组和共阳极组的每个晶闸管在各自的自然换相点触发换相。在=00的情况下，对共阴极组晶闸管而言，只有阳极电位最高一相的晶闸管在有触发脉冲时才能导通；对共阳极组晶闸管而言，只有阴极电位最低一相的晶闸管在有触发脉冲时才能导通。当触发延迟角=00时，整流电路的六个相等的期间(t1t2、t2t3 、t3t4、 t4t5 、t5t6、t6t7)如图32所示。电路的工作过程如下：在t1t2期间，U相电压最高，V相电压最低，若在VT1、VT6门极上加上触发脉冲，则VT1、

14、VT6同时导通，电流的流向为U相-VTl-Rd-VT6-V相，负载Rd上得到U、V相线电压，即ud=uuv。在t2t3期间，U相电压仍保持最高，所以VT1继续导通。由于此时W相电压较V相电压更低，故触发VT2，则VT2导通。VT2导通后，使VT6承受反向电压而关断，电流从VT6换到VT2。电流从U相-VT1-Rd-VT2-W相，负载Rd上得到U、W相线电压，即ud=uuw。在t3t4期间，由于W相电压仍为最低，故VT2继续导通。但 V相电压较U相电压更高，此时触发VT3，则VT3导通，并迫使VTl承受反压而关断。电流从V相-VT3-Rd-VT2-W相，负载Rd上得到V、W相线电压，即uduvw

15、。依此类推，可分析出电路在t4t5 (VT3、VT4导通)、t5t6 (VT4、VT5导通)、t6t7 (VT5、VT6导通)期间的工作情况，如图3-1-11所示。电路在t7以后的工作情况将重复上述过程。因此，三相桥式全控整流电路中，晶闸管循环导通的顺序是：VT6、 VT1-VT1、VT2-VT2、VT3-VT3、VT4-VT4、VT5-VT5、VT6-VT6、VT1。当触发延迟角> 00时，每个晶闸管的换相(或称换流)都不在自然换相点进行，而是从各自然换相点向后移一个角开始，故整流输出电压ud的波形与=00时有所不同。在0°60°范围内，波形连续。此时，导通管导通1

16、20°。当60°时，有六个波头，=60°时，Ud有三个波头，刚好维持=120°。当 > 600时，波形断续，Vd=1.17U2(1+cos)。每管导通角小于120°，当改变时，输出电压的波形随之发生变化，其平均值的大小因此跟着改变，从而达到可控整流的目的，随角的增大输出电压随之下降，可控硅导电时间减小，断流时间加大，当=180°时，输出电压为零。触发延迟角的允许变化范围(即移相范围)为001200。 图3-1-10 整流电路波形图（=0°） 图3-1-11控整流电路波形图（=30°）4三相全控桥的特点（1）三

17、相全控桥用六个晶闸管，需要双窄脉冲或大于60°的宽脉冲，因而触发电路较复杂。（2）三相全控桥即能做可控整流，又能工作于逆变状态。（3）三相全控桥无论是电阻性负载还是电感性负载，移相范围都是120°，它的电阻性负载和电感性负载输出波形不相同。（4）三相全控桥接大电感性负载时，不需要接续流二极管。（5）三相全控桥电路控制滞后时间为3.3ms，控制灵敏度高，动态响应快。任务实施 一、认识DSC-32直流调压装置1、对照图3-1-12，认识该装置操作面板的组成以及各自的作用。图3-1-12 操作面板图2、按图3-1-13对照实物，找出各元器件的实际安装位置，查清线路接线的去向。a)

18、b)图3-1-13 配电盘电气部件位置图a)前配电盘电气部件位置图 b) 后配电盘电气部件位置图3、对照图3-1-14所示控制板前视图，熟悉各控制板位置及电位器的作用。图3-1-14 控制板前视图4、对照图3-1-15所示系统接口布局图，查看各控制板接线走向和线号标注，并检查各控制板连线是否正确。图3-1-15 系统接口布局图二、DSC-32直流调压装置安装接线1、将三相四线制380V交流电压的U、V、W三相接至交流接触器KM1上，零线接在接线柱N上。2、用示波器（或相序表）校对主电源与同步变压器的相序是否对应。使用示波器时，要特别注意安全保护，应将电源接地端断开，但此时机壳带电，必须注意对地绝缘，以防人身触电。3、将励磁输出线与直流电动机的励磁接线端子相连接，注意极性。4、将整流输出线与直流电机的电枢接线端子相连接，注意极性。如果使用模拟负载，只需将输出线与模拟负载的接线端子相连接。三、继电控制电路调试1、检查380V三相交流电源是否正常，若380V电源存在缺相、电压偏低或偏高应检查原因并排除。2、检查U与N之间电压应为AC220V，否则应检查电源。3、启动（1）闭合QS1（本身带自锁），接触器KM2线圈得电，主触头闭合，将U、V、W和36、37、38接通，使