晶闸管直流调压、调速柜的原理及应用

摘 要：晶闸管可控整流电路目前广泛应用于大功率直流电动机调速系统。晶闸管直流调压、调速柜可以专供直流电动机调速使用，也可作为可调直流电源使用。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。调速柜能满足一般生产机械对调速的要求。

关键词：直流调速； 晶闸管； 保护电路； 反馈

中图分类号：TM921.1 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2013）07-177-001

一、晶闸管直流调压、调速系统的组成及工作原理

调速柜主电路采用三相全控桥，用交流电流互感器检测负载电流。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，同时故障指示灯发亮，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运行的安全性。设备有独立的励磁电源，可以向直流电动机提供励磁电流。

调速系统由晶闸管整流系统给定器、放大器、集成移相脉冲触发器、电压负反馈、电流截止负反馈组成。

二、双闭环系统控制部分组成及作用

1.电源板（WYD）

电源板主要由整流桥组成的桥式整流电路，滤波后接LM7815和LM7915集成稳压器的输入端，其输出为各控制板及脉冲变压器提供电源。

2.隔离板（YGD）

主要是使主电路和控制电路之间不存在电气的联系。

3.调节板（TJD）

是控制电路的核心，它主要由零速封锁电路给定积分电路、I调节电路、保护延时电路组成。主要作用是使速度及电流实现无静差，即双闭环无静差系统。

4.触发板（CFD）

主要为可控硅提供双窄脉冲。

三、调速柜的应用及调试

电流转速双闭环调速电路，因其具有极高的调速范围、很好的动静态性能及抗扰性能，在调速领域得到广泛的应用。应用到造纸、挤塑、印染及其他直流调速领域，效果很好。双闭环系统调试主要内容和步骤：

1.调试前的检查

根据电气图纸，检查主电路各部件及控制电路各部件间的连线是否正确，线头标号是否符合图纸要求，连接点是否牢固，焊接点是否有虚焊，连接导线规格是否符合要求，接插件的接触是否良好等。

2.继电控制电路的通电调试

取下各插接板，然后通电，检查继电器的工作状态和控制顺序等，用万用表检查电源是否通过变压器和控制触头送到了整流电路的输入端。

3.系统开环调试（带电阻性负载）

1）控制电源测试：插上电源板，用万用表校验送至其所供各处电源电压是否正确，电压值是否符合要求。2）触发脉冲检测：插入触发板，调节斜率值，使其为6V左右。调节初相位角，在感性负载时，初始相位原在a=90°位置，调节负偏电压，使得Ud在给定最大时能达到300V，给定为0时，Ud=0.3）调节板的测试：插上调节板，将调节板处于开环位置。①输出限幅值的调整：输出限幅值的依据，分别取决于Ud=f（Uk）和Ufi=βId。β是反馈系数。ACR输出限幅值如下整定：正限幅，给定最大，调电位器，使Ud=270v，取裕量50V，正限幅电压为5.5V左右，负限幅值为-3V左右。ASR的限幅值由ASR的可能输出最大值与电流反馈环节特性Ufi=βId的最大值来权衡选取，应取两者中较小值，正限幅为6V左右；负限幅为-6V左右。②反馈极性的测定：从零逐渐增加给定电压，Ud应从0～300V变化，将Ud调节到额定电压220V，用万用表电压档测看其极性是否为正，如果正，则正确，将电压值调为最大。再断开电源，将电机励磁，电枢接好，测速发电机接好，接通电源，接通主电路，给定回路，缓慢调节给定电位器，增加给定电压，电机从零速逐渐上升，调到某一转速，用万用表电压档测看其值是否为负极性，将电压值调为最大。

4.系统闭环调试（带电机负载）：

1）将调节板跳线置于闭环位置。2）接通系统电源，缓慢增加给定电压，由于设计原因，电动机不会达到额定值。此时，减小反馈系数，使系统达到电动机额定转速。（此时Ud=220v左右）。转速环即调好。3）去掉电机励磁，使电机堵转（电机加励磁时，转矩很大，不容易堵住）。缓慢调节，使电枢电流为电机额定电流的1.5～2倍，调截止电流为1.8A左右。电流环即调整好。若Id已达规定的最大值，还不能被稳住，说明电流负反馈没起作用，这表明电流反馈信号Ufi偏小或转速环输出限幅值Ugi定得太高；还有一种原因可能是由于电流环给定回路及反馈回路的输入电阻有差值。出现上述现象后，必须停止调试，重新检查电流反馈环节的工作是否正常，转速环的限幅值是否合理，重新调整电流反馈环节的反馈系数，使Ufi增加，然后在进行调试。4）过电流的整定。电机堵转，将电流截止负反馈调为最弱，稍微给一点。调节电流反馈电位器使电枢电流为额定电流的2～2.5倍，取2.5A左右，调节W4使系统保护，Ud=0v，延时后主电路断开，故障灯亮。5）重复3）的工作，将系统调为正常值（Id=1.8A）。至此系统调试完毕。

四、结束语

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。调速柜能满足一般生产机械对调速的要求。

参考文献：

[1]张涛主编.电气自动控制系统，高等教育出版社

[2]孔凡才主编.自动控制原理与系统，机械工业出版社