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ABB直流調(diào)速器DCS系列內(nèi)部結(jié)構(gòu)及分析維修
ABB直流調(diào)速器DCS系列內(nèi)部結(jié)構(gòu)及分析維修 ABB DCS400、500、800系列直流調(diào)速器，系A(chǔ)BB集團(tuán)公司產(chǎn)品，廠商給出的產(chǎn)品名稱為晶閘管變流器直流傳動系統(tǒng)，是一款采用全數(shù)字式微控制器控制的高度智能化的直流調(diào)速裝置。DCS調(diào)速器在我國的直流調(diào)速器領(lǐng)域應(yīng)用也比較廣泛，幾乎與歐陸派克590直流調(diào)速器平分秋色，加上SIEMENS西門子6RA系列直流調(diào)速器，這三*的產(chǎn)品形成三足鼎立之勢，占據(jù)了整個直流傳動市場的大部分份額。
1、DCS400直流調(diào)速器電源/驅(qū)動板電路原理分析 圖中VT1為開關(guān)管，L2為勵磁線圈，D2為續(xù)流二極管，D、C1、L1為電源的整流濾波電路。DW1、VT2、C2、R1構(gòu)成過壓保護(hù)電路。當(dāng)整流電壓中的尖峰電壓值到達(dá)穩(wěn)壓管DW1擊穿電壓值時，DW1反向擊穿導(dǎo)通，觸發(fā)晶閘管VT2導(dǎo)通，電壓峰值分量為C2充電所吸收。當(dāng)C2上電壓建立，其充電電流逐漸減小，至小于晶閘管的擎住電流值以后，VT2自行關(guān)斷，C2上所充電荷經(jīng)R1泄放掉，為下一次的充電做好準(zhǔn)備。實際電路電容充電回路串入了S20k385壓敏電阻，當(dāng)VT2陽極、陰極間的電壓差小于390V左右時，壓敏電阻出離擊穿區(qū)，VT2失去導(dǎo)通條件（壓敏電阻的“高阻值常態(tài)”下的流通電流小于晶閘管VT2的“擎住電流”）而關(guān)斷，C2的充電被提前中止，使過壓保護(hù)電路有選擇性地只對超過390V以上的電壓尖刺部分進(jìn)行吸收，由電容C2存儲，進(jìn)而由電阻R1所消耗。 從電抗（濾波）器L1上并聯(lián)的線圈的感應(yīng)電壓（勵磁電流檢測信號1）經(jīng)X11端子的1、3腳引入前級勵磁電流控制信號，X11端子的2腳（從CPU主板來）輸入的勵磁電流給定信號，合成為“新的”勵磁電流控制信號，進(jìn)入后級控制電路，形成電流環(huán)控制信號。從L71電流互感器取得的感應(yīng)電流信號（勵磁電流檢測信號2）經(jīng)L71端子也引入到前級勵磁電流控制電路，形成過勵磁的欠電流或過電流故障保護(hù)信號。 1.2、DCS400直流調(diào)速器開關(guān)電源電路 由X98端子進(jìn)入的AC220V電源，經(jīng)兩只限流電阻引入橋式整流電路，又經(jīng)CLC電路濾波后，作為開關(guān)電源的直流300V供電電源。開關(guān)電源電路一般包括以下幾個回路： 1）振蕩回路。由10只10k串聯(lián)電阻、470Ω電阻、穩(wěn)壓管構(gòu)成電源起動電路，14腳、7腳內(nèi)外電路構(gòu)成振蕩電路，UC3844內(nèi)部相關(guān)電路、開關(guān)管V741、開關(guān)變壓器的一次繞組、自供電繞組等構(gòu)成整個振蕩回路，V741受控導(dǎo)通后，自供電繞組產(chǎn)生感應(yīng)電壓，經(jīng)整流濾波后作為UC3844的工作供電電源。振蕩回路，是電路上電后形成振蕩、開始工作的主要環(huán)節(jié)。 2）穩(wěn)壓回路。電路起振工作后，穩(wěn)壓電路隨之發(fā)生作用，控制10腳輸出的PWM脈沖信號的占空比，使脈沖變壓器的儲能發(fā)生變化，維持二次繞組輸出的電壓值保持穩(wěn)定。對輸出電壓自動實施穩(wěn)壓控制的電路環(huán)節(jié)稱為穩(wěn)壓回路，一般由電壓反饋電路、基準(zhǔn)電壓與光耦電路形成的外部誤差放大器、UC3844內(nèi)部誤差放大器、PWM控制電路等構(gòu)成，本電路是由N76及外圍電路將電壓反饋信號進(jìn)行處理，控制光耦合器D73輸入電流的大小，使D73輸出側(cè)光敏三極管的導(dǎo)通內(nèi)阻發(fā)生變化，進(jìn)而控制UC3844的反饋信號輸入腳3腳的電壓變化，使內(nèi)部PWM脈沖處理電路，改變10腳輸出脈沖的占空比，達(dá)到穩(wěn)壓輸出電壓的目的。穩(wěn)壓回路也是保證電路正常工作的一個重要環(huán)節(jié)，影響到輸出電壓的高低和穩(wěn)定。 自供電繞組，除提供振蕩芯片的工作電源外，也將自供電繞組的感應(yīng)電壓經(jīng)整流取出，送入UC3844的3腳，形成電壓負(fù)反饋信號。負(fù)反饋電壓信號實質(zhì)上是上述光耦合器返回信號與自供電繞組的感應(yīng)電壓信號兩者的合成，共同對二次繞組的輸出電壓（包括振蕩芯片供電電源）起到穩(wěn)壓控制的作用。 3）保護(hù)回路。開關(guān)變壓器的一次繞組上所并聯(lián)的阻容元件、二極管及穩(wěn)壓管元件，起到提供開關(guān)管反向電流通路、抑制反向電壓峰值的作用，是電壓保護(hù)電路；開關(guān)管源極串聯(lián)的電流采樣電阻，將流經(jīng)開關(guān)管的電流變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枺斎險C3844的電流檢測信號輸入腳5腳，形成電流閉環(huán)控制，電路能對電流變化作出快速反應(yīng)。電流檢測信號同時又加到SAM場效應(yīng)晶體管的柵極，當(dāng)開關(guān)管中有急劇變化的電流跳變信號產(chǎn)生時，SAM瞬時導(dǎo)通，將開關(guān)管V741柵極的電壓快速拉低，起到對瞬變上升電流的快速抑制。當(dāng)保護(hù)回路起控時，電路有可能處于停振狀態(tài)，從某種意義上講，保護(hù)回路，也可形成振蕩條件，構(gòu)成振蕩回路的一個環(huán)節(jié)。 4）負(fù)載回路。二次繞組整流濾波輸出的48V，供末級觸發(fā)電路的供電，24V輸出作為數(shù)字控制端子的供電及控制板繼電器線圈的供電，+5V作為CPU主板CPU單元的電源。+15V、-15V兩路供電，提供CPU主板控制電路的供電。各路負(fù)載電路的狀態(tài)與開關(guān)電源密切相關(guān)，尤其是負(fù)載電路的過載和短路狀態(tài)，會引發(fā)開關(guān)電源的間歇振蕩或?qū)е鹿ぷ魍Ｖ?，控制機(jī)理是這樣的：負(fù)載電路的過載或短路狀態(tài)，引發(fā)開關(guān)電源的保護(hù)電路起控，做出過流保護(hù)動作，使開關(guān)電路電路呈現(xiàn)出停振或處于間歇振蕩狀態(tài)。開關(guān)電源的外電路——負(fù)載電路異常，會引發(fā)開關(guān)電源表現(xiàn)異常（容易誤判是開關(guān)電源電路本身出現(xiàn)了故障），這是檢修中應(yīng)該注意的一點(diǎn)。在實際直流調(diào)速器維修案例中，ABB DCS調(diào)速器的開關(guān)電源維修率非常低，而歐陸派克590直流調(diào)速器的開關(guān)電源更容易壞一些?？偟膩碇v，直流調(diào)速器的開關(guān)電源都比較好修，因為這些品牌電路設(shè)計成熟，沒有什么疑難故障。 |
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