1 概述
■ SZK 系列可控硅調(diào)速裝置是一個(gè)電樞可逆的邏輯無(wú)環(huán)流雙閉環(huán)控制系統(tǒng),該裝置用于將直流電流供給功率范圍為1~320KW的他激直流電動(dòng)機(jī)的電樞和磁場(chǎng),尤其適用于13~217KW主軸傳動(dòng)系統(tǒng),它完全滿足現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的要求。
■ 該裝置借助于電樞可逆在四個(gè)象限內(nèi)運(yùn)行,電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍分為兩個(gè)區(qū)域,低于額定轉(zhuǎn)速采用恒力矩方式調(diào)速,高于額定轉(zhuǎn)速采用恒功率弱磁升速方式??芍苯优c西門子公司6RA26、6RA27系列裝置互換,產(chǎn)品類型為兩種,一種為固定磁場(chǎng),一種為自動(dòng)弱磁可控磁場(chǎng)。通過(guò)跳線選擇給定積分器功能或選擇軟換向功能,以滿足大慣量負(fù)載或突加力矩負(fù)載的要求,易于被多種機(jī)床所采用。
2 技術(shù)指標(biāo)
■ 額定直流輸出電壓:±400V(±220V時(shí)需加電壓適配器);
■ 額定直流輸出電流:35A、65A、90A、130A、190A、250A、360A、435A、600A、800A;
■ 電網(wǎng)電源:3相~380V -5 %/60Hz±2%;
■ 調(diào)速范圍:1:100(其中調(diào)壓比為1:33,調(diào)磁比為1:3);
■ 靜差度:+4 %(速度控制范圍1:100)轉(zhuǎn)矩反向零電流間隔時(shí)間4~8ms;相序右旋磁場(chǎng);
■ 溫度與穩(wěn)定性:±0.03%(每變化10℃);加速時(shí)范圍0.2~2.5s;
■ 加速時(shí)間擴(kuò)展:1:10;
■ 額定勵(lì)磁電壓:310V(≤220V時(shí)需加電壓適配器);
■ 額定勵(lì)磁電流:12A、20A;
■ 使用環(huán)境:海拔1000米以內(nèi)(海拔高度超過(guò)1000米時(shí)額定輸出電流值有所降低)。環(huán)境溫度-10℃~+40℃空氣相對(duì)溫度不大于85%,無(wú)腐蝕、爆炸及其它危害性氣體 ,無(wú)嚴(yán)重導(dǎo)電塵埃及灰塵。
3 結(jié)構(gòu)工藝特點(diǎn)
■ 提供電動(dòng)機(jī)電樞電壓的可控硅整流橋的12只可控硅安裝在同一散熱器之上,可控硅與散熱器之間既散熱又絕緣,裝置的體積和重量大大減小。
■ 控制板K1、K2、K3、K01、K02板分別按裝在可以翻轉(zhuǎn)180的活動(dòng)支架上,并且每塊控制板邊沿安裝了具有刻度指示的可調(diào)電位器和狀態(tài)指示燈,這樣給維修和操作帶來(lái)極大的方便。
■ 控制板的元件大部分采用了COMS電路,元件的繼成度高,功耗小,穩(wěn)定性好,使整機(jī)的體積減小可靠性提高。
■ 裝置的通風(fēng)機(jī)噪聲小,風(fēng)量大,風(fēng)道暢通,可控硅散熱條件良好。
4 維護(hù)檢修
■ 可控硅直流調(diào)速裝置電子部件不需維護(hù),通風(fēng)機(jī)的軸加有潤(rùn)滑劑。裝置運(yùn)行多年后需重新加潤(rùn)滑劑,防止由于機(jī)箱溫升過(guò)高,引起主回可控硅元件因熱而損壞。以下敘述可能出現(xiàn)的故障和產(chǎn)生故障的原因。
■ 出現(xiàn)故障時(shí),其原因也可能在控硅調(diào)速裝置內(nèi)部,如熔斷器熔斷等。請(qǐng)參閱說(shuō)明書維護(hù)與檢修。
故 障 | 故障的原因 |
電動(dòng)機(jī)起動(dòng)不起來(lái) 延時(shí)制動(dòng)發(fā)光二極管V78亮 “調(diào)節(jié)器釋放”單元發(fā)光二極管V103亮 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速快慢不均 延時(shí)制動(dòng)發(fā)光二極管V78亮 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間太長(zhǎng)或完全達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速 切削能力太小 機(jī)械磨損過(guò)度 電動(dòng)機(jī)發(fā)熱 | 電源電壓未加上 沒(méi)有勵(lì)磁電源 電樞回路或勵(lì)磁回路饋線切斷或勵(lì)磁電流調(diào)得太小 轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)切斷,測(cè)速機(jī)失靈或極性接錯(cuò) 端子63未加+24V 電源電壓缺相 相序接反 電源電壓低于額定值的80% 端子64未加+24V 電樞接線或轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)線極性接錯(cuò) 速度給定值有干擾信號(hào)加入 轉(zhuǎn)速反饋的強(qiáng)弱調(diào)節(jié)有錯(cuò)誤 可控硅調(diào)速裝置沒(méi)有調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài) 轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)失靈 機(jī)械失靈(測(cè)速機(jī)固定不牢靠、機(jī)械傳動(dòng)松動(dòng)) 碳刷磨損或電動(dòng)機(jī)軸損壞 機(jī)殼的接地不良、控制信號(hào)有干擾 加速度調(diào)節(jié)器和勵(lì)磁部分沒(méi)有調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài) 電流限幅值調(diào)得過(guò)低,或者是規(guī)定得過(guò)低 可控硅調(diào)速裝置的最大電流給定,轉(zhuǎn)速控制的電流限幅和勵(lì)磁電流沒(méi)有調(diào)節(jié)好設(shè)計(jì)上的錯(cuò)誤、電動(dòng)機(jī)或可控硅裝置功率選得太小 傳動(dòng)裝置(齒輪箱)或制動(dòng)失靈。 可控硅調(diào)速裝置的限流、與轉(zhuǎn)速有關(guān)的電流極限、轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)的調(diào)整,沒(méi)有達(dá)到最佳狀態(tài)。 可控硅調(diào)速裝置的電流限幅,勵(lì)磁回路的電流調(diào)節(jié)得過(guò)大。 電動(dòng)機(jī)的通風(fēng)裝置或者是通風(fēng)機(jī)的過(guò)濾咀失靈。 切削量太大。 |
5 主要部件說(shuō)明
■ 控制和調(diào)整部分:(參看電氣原理和總電氣原理圖)
1、速度調(diào)節(jié)器:速度調(diào)節(jié)器是一個(gè)帶有電壓限幅的P-I調(diào)節(jié)器。它主要有主調(diào)節(jié)器和最大電壓限幅環(huán)節(jié)組成,調(diào)節(jié)器的工作與封鎖,由調(diào)節(jié)器釋放環(huán)節(jié)所形成的封鎖信號(hào)所控制。電位器為電壓限幅調(diào)節(jié),速度調(diào)節(jié)器的輸出電壓與封鎖切換電壓,當(dāng)開關(guān)撥到“左”端時(shí),速度調(diào)節(jié)器的輸出電壓作為電流調(diào)節(jié)器的給定,當(dāng)撥到“右”端時(shí),速度調(diào)節(jié)器處于封鎖狀態(tài),端子的速度給定信號(hào)直接作為電流調(diào)節(jié)器的給定,系統(tǒng)處于電流環(huán)單環(huán)運(yùn)行狀態(tài)。端子作為速度反饋信號(hào)輸入,端子和插頭為速度調(diào)節(jié)器的給定輸入,當(dāng)整機(jī)無(wú)輔加控制板時(shí),給定電壓從板的外端子輸入。
2、電流調(diào)節(jié)器:電流調(diào)節(jié)器是一個(gè)調(diào)節(jié)器,它主要由絕對(duì)值放大器,比例積分器,積分器并代有電流反饋信號(hào)形成電路組成。電位器分別調(diào)整比例器、比例積分器電路的放大倍數(shù)。端子為電流反饋信號(hào)輸入,絕對(duì)值放大器的信號(hào)來(lái)自于速度調(diào)節(jié)器的輸出端。電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓分別加到選擇信號(hào)形成電路的輸入端和插頭。電流調(diào)節(jié)器開關(guān)狀態(tài)列表如下:
3、控制環(huán)節(jié)包括電流斷續(xù)和零電流檢測(cè)器,輔助功能觸發(fā)器和控制器等單元組成。它們都是由一此線性組件和數(shù)字電路構(gòu)成。此部分的主要作用是根據(jù)整速度調(diào)節(jié)器的輸出電壓極性,產(chǎn)生電流反饋電壓的大小和測(cè)速反饋信號(hào)的有無(wú),經(jīng)過(guò)一系列的邏輯、功能組合,產(chǎn)生電流調(diào)節(jié)器的封鎖(積分器停止),電流斷續(xù)適應(yīng)(電流斷續(xù),電流斷續(xù))主回路可控硅觸發(fā)脈沖推β(aW后移)“起始通態(tài)電流”,主回路可控硅橋選組脈沖(可控硅組Ⅰ、可控硅組Ⅱ),正負(fù)選擇脈沖,失速調(diào)節(jié)器延時(shí)封鎖轉(zhuǎn)速控制的電流限幅和最低轉(zhuǎn)速顯示等信號(hào)。
4、脈沖輸出級(jí):脈沖輸出級(jí)是由脈沖分配器、功率放大器和脈沖變壓器等單元組成,此部分主要由數(shù)字與非門和功率線性放大電路所構(gòu)成。主要作用是根據(jù)輸入信號(hào)正、負(fù)選擇脈沖和組合同步脈沖,通過(guò)一系列的邏輯功能和功率放大,形成回路正、反橋可控硅的觸發(fā)脈沖。
5、電源與同步器:電源與同步器包括直流穩(wěn)壓電源、同步信號(hào)發(fā)生器和欠壓保護(hù)電路等單元,此部分主要由電源變壓器、整流二極管、穩(wěn)壓塊和線性放大器所組成,主要作用產(chǎn)生控制板所需的±15、±24V的直流電源。同步信號(hào)和欠壓信號(hào)。當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)量小于20%時(shí),立即產(chǎn)生欠壓信號(hào)(即低電位),系統(tǒng)工作進(jìn)入封鎖狀態(tài)。
6、鋸齒波發(fā)生器和監(jiān)測(cè)器:鋸齒波發(fā)生器和監(jiān)測(cè)器包括:相序指示器、脈沖釋放、節(jié)拍脈沖和鋸齒波發(fā)生器等單元,此部分主要由數(shù)字與非電路所構(gòu)成。主要作用是根據(jù)輸入欠壓信號(hào)、調(diào)節(jié)器延時(shí)封鎖、封鎖、調(diào)節(jié)器瞬時(shí)封鎖和同步等信號(hào),通過(guò)一系列和邏輯功能的組合,產(chǎn)生節(jié)拍脈沖、鋸齒波和脈沖釋放信號(hào),并作為觸發(fā)器單元的輸入控制,當(dāng)裝置處于正常運(yùn)行狀態(tài)(即三相交流電相序和相位正常)時(shí),脈沖釋放信號(hào)為高電位,否則為低電平,當(dāng)為低電平時(shí),裝置立即進(jìn)入封鎖停車狀態(tài)。
7、調(diào)節(jié)器封鎖:調(diào)節(jié)器封鎖包括調(diào)節(jié)器瞬時(shí)封鎖、調(diào)節(jié)器釋放、給定控制和封鎖等單元,它主要由一此線性組件所構(gòu)成。主要作用是根據(jù)外接端子上+24電源有無(wú)和調(diào)節(jié)器延時(shí)封鎖信號(hào)電位的高低、產(chǎn)生調(diào)節(jié)器瞬時(shí)封鎖、封鎖、調(diào)節(jié)器釋放和給這控制信號(hào)。它們分別作為監(jiān)測(cè)器、輔助功能和速度調(diào)節(jié)器的控制信號(hào)。當(dāng)裝置處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí),調(diào)節(jié)器瞬時(shí)封鎖和封鎖信號(hào)為高電位,調(diào)節(jié)器釋放和給定控制信號(hào)為低電平。
8、電壓隔離變換器:電壓隔離變換器包括:二極管式整流器,振蕩器、光電耦合器,二極管半波整流器和輸出放大器等單元,它主要由線性組件和光電耦合元件所組成。主要作用是把電動(dòng)機(jī)電樞電壓轉(zhuǎn)換成與它成正比例的頻率,經(jīng)過(guò)光電耦合,再把頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成與頻率成正比的直流信號(hào),用此信號(hào)作為勵(lì)磁控制回路的電壓反饋。
9、勵(lì)磁控制器勵(lì)磁控制器主要由線性組件和電位器所組成。它的輸入信號(hào)有弱磁點(diǎn)給定值,電壓反饋和+15V電源,輸出信號(hào)作為脈沖輸出器的控制電壓。當(dāng)裝置處于準(zhǔn)備狀態(tài)時(shí),+15V電源接人,電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流為最小值,有利于電動(dòng)機(jī)的溫升減小。當(dāng)裝置處于正常運(yùn)行時(shí),+15V電源立即切除掉,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速小于額定轉(zhuǎn)速時(shí),勵(lì)磁電流處于額定值即裝置工作在恒力矩,調(diào)速區(qū)域。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速大于額定轉(zhuǎn)速時(shí),勵(lì)磁電流開始減小,裝置處于恒功率調(diào)速區(qū)域。
10、勵(lì)磁控制電源的脈沖輸出級(jí)勵(lì)磁控制電源和脈沖輸出級(jí)包括參數(shù)式直流穩(wěn)壓電源、鋸齒波發(fā)生器、多諧振蕩器和功率放大器等單元。它主要由線性組件和脈沖變壓器所構(gòu)成。它的輸入信號(hào)有正弦同步電源,供穩(wěn)壓用的交流電源和直流電壓,它的主要作用是產(chǎn)生供勵(lì)磁控制電路所需的±15V、+24V的直流電壓,和勵(lì)磁主回路可控硅觸發(fā)脈沖。
11、加速度調(diào)節(jié)器:加速度調(diào)節(jié)器主要由比例放大器和積分器所構(gòu)成。它的輸入信號(hào)有速度給定值(由外端子輸入),-24電源(通過(guò)控制開關(guān)加到端子)+24電源(通過(guò)控制開關(guān)加入端子)。它們的主要作用是把一個(gè)階躍給定電壓變換成緩慢變化的積分波,波的上升率連續(xù)可調(diào)(調(diào)節(jié)范圍0.2~2.5秒)。電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)與制動(dòng)過(guò)程中,這個(gè)積分信號(hào)(即加速度)能夠自動(dòng)地以理想的斜率滿足運(yùn)行要求。外端子80加有+24V電源時(shí),加速度調(diào)節(jié)器處于工作狀態(tài),調(diào)節(jié)器延時(shí)封鎖信號(hào)為高電位,否則加速度調(diào)節(jié)器處于封鎖。調(diào)節(jié)器延時(shí)封鎖信號(hào)為低電位,使整機(jī)處于停車狀態(tài)。
12、信號(hào)顯示器:信號(hào)顯示器包括加速度(nsou=nsouI)過(guò)電流(IA>Ix)和速度(n
13、速度指示器:速度指示器的作用是顯示電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的大小,它可以顯示轉(zhuǎn)速的絕對(duì)值,也可以顯示實(shí)際值,關(guān)于顯示何種數(shù)值取決于電阻R86的接法。
14、最佳匹配控制器最佳匹配控制器主要由線性組件(N144.2、N144.3、N144.4)、電子開關(guān)(V215.1、V215.2、V215.3、V215.4)和電位器(R277、R241、R327、R341、R427、R441)所構(gòu)成,主要作用是根據(jù)齒輪傳動(dòng)比的控制信號(hào),來(lái)改變速度調(diào)節(jié)器的比例和積分部的電壓放大倍數(shù),使裝置工作在最佳調(diào)節(jié)區(qū)域(速度適應(yīng)控制)。SNK系列裝置無(wú)此部分。(特殊要求可另選功能板)
■ 主功率單元:主功率單元主要包括電樞回路和勵(lì)磁回路兩部分。電樞回路主功率單元是由12只可控硅和整流二極管(各2只)所組成。單相半控橋它們的工作原理可參照變流器有關(guān)資料,在此不再重述。
6 配件板更換說(shuō)明
■ 更換K2板時(shí):
l、將備板上R24(K2板是印制板座標(biāo)位置:16),去掉、換上原來(lái)裝置上用K2板上的R24。
2、將備件板上R142去掉(K2板印制板座標(biāo)位置:H9)當(dāng)裝置輸出電流大于360A時(shí),將CA—CD短接(K2板上印制板座標(biāo)位置18)此時(shí)電流反饋電阻R142通過(guò)端子X(jué)7、X8(K2板上位置:J5)外接于裝置導(dǎo)線母線板架上。
3、裝置用于龍門刨床時(shí),此時(shí)應(yīng)將CL—CM斷開(K2板印制板上元件座標(biāo)位置:A12)。
4、將R85電位器調(diào)到原K2板上R85所示位置(電位器上有該度箭頭)。
5、看備件板上R155電阻(位置:B4)是否并接有一只100K或120K電阻,無(wú)時(shí)則請(qǐng)將電阻并上。
6、S1小鈕字開關(guān)(位置:A11)頭撥動(dòng)到“左”位置上。
7、所有電位器參照說(shuō)明書或原K2板所示位置。
7 SZK 系統(tǒng)外部接圖
■ 速度反饋信號(hào)輸入端子
■ 速度調(diào)節(jié)器理論給定值輸入端子(理論給定值0~±10V)
■ 速度調(diào)節(jié)器電路限幅輸出端子(控制電壓0V)
■ 調(diào)節(jié)器釋放控制端子(控制電壓+24V)
■ 脈沖釋放控制端子(控制電壓+24V)
■ 控制電源和同步信號(hào)的交流電壓輸入端子
■ 電樞回路的交流電源輸入端子
■ 勵(lì)磁回路控制部分的交流電源輸入端子
■ 勵(lì)磁回路功率部分的交流電源輸入端子
■ 勵(lì)磁回路直流電壓輸出端子
■ 弱磁控制端子(控制電壓-24V)
■ 電樞回路直流電壓輸出端子
■ 未穩(wěn)壓的±24V電源輸出端子
■ 穩(wěn)壓電源的±15V輸出端子
■ 工作準(zhǔn)備就緒繼電器K1的輸出端子
■ n<nmin的通報(bào)信號(hào)輸出端子
■ 加速度調(diào)節(jié)器的理論給定值輸出端子(理論給定值0~±10V)
■ 加速度調(diào)節(jié)器的理論給定值控制端子(控制電壓+24V)
■ 加速度調(diào)節(jié)器的時(shí)間擴(kuò)展控制端子(控制電壓-24V)
■ 加速度調(diào)節(jié)器“工作與停止控制端子”(控制電壓-24V)
■ 裝置風(fēng)機(jī)的交流電源輸入端子
■ 裝置風(fēng)機(jī)監(jiān)視端子
■ 電樞電流信號(hào)輸出顯示端子
■ 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)輸出顯示端子
■ n<nx的通報(bào)信號(hào)輸出端子
■ IA<IX的通報(bào)信號(hào)輸出端子
■ nsou=n*sou的通報(bào)信號(hào)輸出端子
電子開關(guān) | V30.4 | V30.1 | V14.2 | V14.1 | V30.2 |
電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行 | 接通 | 斷開 | 斷開 | 斷開 | 接通 |
電流連續(xù) | | | | | |
電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行 | 斷開 | 斷開 | 斷開 | 斷開 | 斷開 |
電流斷續(xù) | | | | | |
停車 | 接通 | 接通 | 接通 | 斷開 | 接通 |