JDH-10轉(zhuǎn)差離合器控制裝置原理與維修

在三相異步電動機調(diào)速方式中，變極調(diào)速、變頻調(diào)速與改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速這三種方式實質(zhì)都是改變電動機本身的轉(zhuǎn)速。還有一種調(diào)速方式是轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速，也稱滑差電機調(diào)速。在該調(diào)速法中，異步電動機轉(zhuǎn)速固定，只需調(diào)節(jié)離合器的勵磁電流就可調(diào)節(jié)勵磁繞組磁極強度，從而實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩無級調(diào)速。由于轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速具有調(diào)速范圍寬、速度調(diào)節(jié)平滑、啟動轉(zhuǎn)矩大、機械特性硬度高等優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛用于生產(chǎn)、生活中。下面就以JDH-10滑差電機調(diào)速器為例進行介紹，供參考。
一、電路組成

整機電路由電源電路、調(diào)速電路、測速反饋電路、比較放大電路、鋸齒波同步移相及觸發(fā)電路、主電路等六部分構(gòu)成，如圖1所示。

調(diào)速電路送來的電壓與測速反饋電路輸出的電壓疊加，形成比較放大器的反相輸入信號，經(jīng)比較放大后，形成控制電壓信號UK，再與電網(wǎng)同步鋸齒波電壓信號比較、放大后，形成移相觸發(fā)脈沖，觸發(fā)可控硅輸出相應(yīng)勵磁電壓，以完成閉環(huán)調(diào)速恒速控制。
二、單元電路分析

JDH-10滑差電機調(diào)速器電路如圖2所示，下面對各單元電路的工作原理進行介紹。

1.電源電路
220V交流電經(jīng)變壓器T降壓后，分三路輸出:TB3 TB4輸出14V交流電，作為電網(wǎng)同步采樣電壓;TB5 TB6輸出18V交流電，經(jīng)整流濾波后輸出24V直流電，再經(jīng)LA7815穩(wěn)壓后輸出+15V電壓，作為控制電路的正電源;TB7TB8輸出18V交流電，經(jīng)整流濾波后輸出24V直流電，經(jīng)LA7915穩(wěn)壓后輸出-15V電壓，作為控制電路的負電源。R1LED組成電源指示燈電路。
2.轉(zhuǎn)速控制電路
調(diào)速電路的核心元件為電位器RP5，由電源電路輸出的+15V和-15V電壓經(jīng)航空插座送到調(diào)速電位器RP5兩端，通過其中心抽頭調(diào)節(jié)后輸出代表速度的電壓信號。
3.測遠反饋電路
三相交流測速發(fā)電機JF與輸出線同軸相連，將反映輸出速度的三相交流電壓信號經(jīng)航空插座Z13~Z15送到由D16~D21組成的三相橋式整流電路中，再經(jīng)電容C17、C18濾波后輸出直流信號，通過RP4(整定)對負反饋量調(diào)節(jié)后，經(jīng)R20與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電路信號疊加整定后送入比較放大電路。
4.比較放大電路
比較放大電路的核心元件為單運放集成電路OP07CP，其引腳功能與實測數(shù)據(jù)見表1。該放大器接為反相比例運算形式，轉(zhuǎn)速控制電壓Ug(給定電壓)和反饋信號Uf送到OPO7CP的②腳，進行比較(相減)后從⑥腳輸出，一路輸送往面板插孔(UK)，另一路輸送往移相電路。
R18、R19組成反饋回路。RP1、R20組成比例調(diào)節(jié)電路，調(diào)節(jié)RP1可調(diào)節(jié)可控硅的導通角，調(diào)節(jié)RP2可對比例信號進行預調(diào)。
5.鋸齒波同步移相及觸發(fā)電路
本電路采用鋸齒波同步移相觸發(fā)電路，由同步檢測、鋸齒波形成、移相控制、脈沖驅(qū)動等四部分組成。D9、R2、R3、C7、D10、Q1構(gòu)成同步檢測電路，其任務(wù)是利用同步電壓Ut控制鋸齒波產(chǎn)生的間隔及寬度。在交流電負半周期間，二極管D9為電容C7充電，極性為上正下負，在這期間，Q1導通，集電極電位下降，，使Q2截止。在交流電的正半周，二極管D9反偏截止，電容C7上充的電壓使Q1導通，一旦C7上電荷放完，Q1截止，故Q1為間歇導通，在Q1集電極形成了鋸齒波電壓，并與運放輸出控制電壓UK混合，加到Q2基極，經(jīng)Q2倒相后通過R12加到Q3基極。Q3為觸發(fā)脈沖形成管， Q4為脈沖驅(qū)動管。正常工作時，脈沖變壓器T2的次級輸出觸發(fā)脈沖:通過二極管D14觸發(fā)可控硅導通，提供勵磁電壓。本電路各關(guān)鍵點的波形如圖3所示。

移相電路實質(zhì)上是一級比較放大器，運放輸出電壓與鋸齒波的下降沿電壓相比較，決定著Q2在電網(wǎng)電壓正半波期間的導通時間。當運放輸出電壓(轉(zhuǎn)速控制信號電壓)升高時，使Q2的導通點左移，接近電網(wǎng)正半波的起始點，可控硅輸出整流電壓升高;反之，運放輸出電壓降低時，Q2的導通點右移，可控硅輸出電壓“缺口”增大，在正半波內(nèi)可控硅導通時間變短。
6.主電路
AC220V電源經(jīng)單向可控硅Q5(TB151)進行受控半波整流后，將0V~90V的直流電壓輸人滑差離合器中的勵磁線圈中。RY為壓敏電阻，用于吸收電網(wǎng)浪涌電壓，當電網(wǎng)中有異常尖峰電壓時，RY及時擊穿，使fU熔斷，從而保護后續(xù)電路?？煽毓鑁5的陽極、陰極之間并接有R24、C13阻容吸收使元件，以抑制電源開/關(guān)等變化所形成的脈沖電壓，以保護可控硅。
因勵磁繞組為感性負載，可控硅輸出的是帶“缺口”的脈沖直流電壓和不連續(xù)的脈沖電流，流過勵磁線圈的也為斷續(xù)電流，形成“脈動磁場”。為了使勵磁線圈中的電流“持續(xù)不斷”，從而產(chǎn)生較為穩(wěn)定的磁場，所以在勵磁線圈上并聯(lián)了一只二極管D15，極性與勵磁電壓相反。該二極管稱為續(xù)流二極管。
三、常見故障檢修
故障現(xiàn)象1:整機不工作。分析檢修:接通電源，測220V交流電壓正常，再分別測三端穩(wěn)壓塊的輸入、輸出電壓，發(fā)現(xiàn)無-15V電壓，斷電后測量穩(wěn)壓塊7915輸出端對地阻值為0Ω，拆下7915單獨檢測，發(fā)現(xiàn)其輸出端與接地端并未短路，轉(zhuǎn)向檢查電路元件，發(fā)現(xiàn)高頻旁路電容Cb短路，換新后試機，-15V電壓正常，故障排除。
故障現(xiàn)象2:啟動電機，電機高速運轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電位器無效，即不能調(diào)速。分析檢修:原因應(yīng)是反饋系統(tǒng)有故障。當反饋很小或無反饋時，給定電壓全部加到移相觸發(fā)電路，觸發(fā)脈沖前移，輸出電壓大幅增大。檢查后發(fā)現(xiàn)，測速發(fā)電機兩端的交流電壓為0V，順藤摸瓜，發(fā)現(xiàn)控制盒內(nèi)Z13導線脫焊，補焊后故障排除。
故障現(xiàn)象3:帶載能力差，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，負荷稍重轉(zhuǎn)速就大幅度下降。分析檢修:電磁調(diào)速電動機無力，說明離合器電磁轉(zhuǎn)矩不足，主要原因是勵磁繞組中電流不足。測發(fā)電機反饋交流電壓，三相平衡，但隨轉(zhuǎn)速變化較大。
熱機脫開航空插頭測勵磁線圈阻值，小于正常值。等冷機后再測其阻值，均正常。拆開減速器，發(fā)現(xiàn)勵磁線圈變黑，重繞后試機故障排除。