一、    直流調(diào)速工作原理簡述：
本系統(tǒng)采用的是，三相半控雙閉環(huán)無靜差的直流調(diào)速系統(tǒng)，它的工作原理是：速度給定值經(jīng)過給定積分器對時間的積分后，變成一個按時間遞增的給定訊號。它與速度負反饋作比較后，將差值給速度調(diào)節(jié)器作比例積分運算，變成電流給定值。再將這個電流給定值與電流負反饋值進行比較，給電流調(diào)節(jié)器作比例積分運算，變成觸發(fā)角給定值。此值去控制觸發(fā)角調(diào)整器輸出相對應(yīng)的觸發(fā)脈沖去控制可控硅，驅(qū)動直流電機，使電機在給定速度之下運行。現(xiàn)根據(jù)方框圖，我對電機運行的幾個狀態(tài)和控制系統(tǒng)的工作過程作一些簡述。
1、    啟動：當啟動指令還沒有發(fā)出的時候，整個系統(tǒng)所有的置零觸頭部分都處于閉分狀態(tài)，這時給定積分器、速度調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、觸發(fā)器的輸出都為零，觸發(fā)器的輸出脈沖被封鎖著，故可控硅不導(dǎo)通，電機停止。當啟動時，按下氣動按鈕，給定積分器、速度調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、觸發(fā)器的置零都被解除。由于給定積分器的積分作用，不管給定電位器在什么位置上，積分器的輸出總是從零開始遞增，假如給定在900轉(zhuǎn)/分，那么經(jīng)一定的時間后，積分器的輸出就穩(wěn)定在+3V。這個給定值與速度負反饋值比較，由于剛起動時，給定與反饋的差值很大，速度調(diào)節(jié)器就很快的向有利于加速的方向上升，直到飽和。預(yù)先調(diào)好速度調(diào)節(jié)器的限幅值，使放大器的輸出為+1V時，相當于電流反饋值50A，+3V相當于150A（1.3倍額定電流），于是電流調(diào)節(jié)器就輸出相對應(yīng)的控制電壓，使電機維持在1.3倍額定電流起動，直到電機的速度接近900轉(zhuǎn)/分時，速度給定值與速度反饋值的差才趨向很小，速度調(diào)節(jié)器才從飽和區(qū)進入線性區(qū)，于是電樞電流也隨著減少。直到電機的速度與給定相等時，速度調(diào)節(jié)器才停止積分，使電機在給定的速度下負載所需要的電流穩(wěn)定運行。
2、    穩(wěn)態(tài)運行：系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)運行時，UG-UF=0，也就是說速度給定與反饋應(yīng)該是相等的，只要UG≠UF，存在著偏差，不管這個偏差多么微小，由于速度調(diào)節(jié)器是一個比例積分環(huán)節(jié)，就一定要對這個便差進行積分，對系統(tǒng)作調(diào)整，直到偏差被消除才停止調(diào)整。由此可見，本系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速無差度是由速度調(diào)節(jié)器的開環(huán)放大倍數(shù)、積分電容的漏電電流大小、測速發(fā)電機的性能等因素決定的。
3、    負載突加：假設(shè)系統(tǒng)在某個時刻之前以某一速度空載運行，此時UG=UF。在某個時刻，電機突然加額定負載，此時，電機經(jīng)一小的時間常數(shù)之后速度下降，就使速度給定減去速度反饋大于零，于是速度調(diào)節(jié)器就向著有利于加速度的方向調(diào)整，直到速度反饋與給定相等時為止，于是系統(tǒng)又達到了新的穩(wěn)定。可見，無差調(diào)節(jié)系統(tǒng)對負載的變化來說，經(jīng)過一個很短的時間調(diào)整之后，依然是無差的。
4、    電網(wǎng)電壓波動：電網(wǎng)電壓的波動，首先就意味著加到電樞兩端的電壓有波動的可能，而電樞電壓的波動，也意味著電樞電流有波動的可能，這就使電機產(chǎn)生了加速、減速的力矩，采用電流負反饋后，只要電樞電流與波動，就會使電流給定不等于電流反饋，這就使電流調(diào)節(jié)器進行調(diào)整，把觸發(fā)脈沖的相位移動一下，使電樞電流保持不變。所以當電網(wǎng)電壓波動，在還沒有引起速度波動的時候，電流環(huán)就能調(diào)整完畢。
5、    堵轉(zhuǎn)：當電機的負載過大，超過電機的過載能力時（本系統(tǒng)整定在1.3倍）或電機負載發(fā)生故障，電機被卡住時，這就發(fā)生了堵轉(zhuǎn)，這時如不采取措施，就會使電機電流無限的增大，燒壞電機或快速熔斷保險，造成事故。現(xiàn)在系統(tǒng)采用了電流負反饋，就較好的解決了這個矛盾。電機負載過大，使轉(zhuǎn)速急劇下降，于是給定遠大于速度給定，速度調(diào)節(jié)器飽和，由于它有限副作用，故輸出等于-3V這個-3V正好與電流反饋值1.3倍相等，于是電機的電流就被限制在1.3倍的額定電流，這時，不管電機的轉(zhuǎn)速怎樣的下降，即使到零，電機的電流還是被限制在此值。

二、    直流調(diào)速系統(tǒng)故障的維修和調(diào)試
本系統(tǒng)是以三極管與集成電路作為主要控制元件，組成各種功能的控制單元。
KSJ-65擠出機使用的是I2-72它激220/22kw直流電機，采用的是三相可控硅調(diào)速控制系統(tǒng)，我在對它的維修調(diào)試過程中，對一些常見故障的確定與排除方法，根據(jù)日常維修調(diào)試經(jīng)驗并結(jié)合三相可控硅調(diào)速系統(tǒng)電氣控制原理圖進行詳細分析，
1、“勵磁電源”指示燈不亮，“失磁報警燈亮”；
a、 RD18、RD19、RD20三個RLI-15型熔斷器是否熔斷或旋緊。電源單元的二極管開路或擊穿。
B、10Jc繼電器沒有插好，或10Jc線圈開路，用萬用表測量10Jc線圈的電阻，約有20k左右。
2、接假負載后，用示波器觀察其波形，撥出的“電流調(diào)節(jié)器”印刷板，按啟動按鈕，發(fā)現(xiàn)三相波形與圖1（A）不一樣。
a、    不對稱，某一相較高：觸發(fā)器的鋸齒波輸出未標準化，校正方法：調(diào)節(jié)各觸發(fā)器W1，邊調(diào)邊觀察波形，直至滿意。
（提前先檢查偏移電壓，是否為-5.5V）
三相雖然對稱，但是導(dǎo)通都較大，此情況有兩種可能，一是偏移電壓不對，可用萬用表觀察數(shù)據(jù)參調(diào)單元的J1~J4電位，并微調(diào)該單元的電位器W1，使之為-5.5V；二為偏移電壓正確，但各觸發(fā)器的鋸齒波不夠標準化，調(diào)節(jié)方法同上述a。
i.    三相嚴重不對稱，某相全導(dǎo)通，某相丟相，而觀察三塊觸發(fā)器的波形，其相差不大，相這樣的現(xiàn)象，一般為控制箱的內(nèi)部相位沒有對好，調(diào)整控制箱內(nèi)接線順序。
3、三相對稱，偏移正確，插入“電流調(diào)節(jié)器”給定為0再按起動按鈕，三相導(dǎo)通角前移或后移：
a、 “電流調(diào)節(jié)器”單元的輸出限幅下限為0V 不對，用維修板引出電流調(diào)節(jié)板，微調(diào)該單元的W1，使輸出為0V，有時也會由于“電流調(diào)節(jié)器”本身的積分漂移，而使輸出大于零。這種情況應(yīng)屬例外。
b、    “電流信號放大器”單元輸出不為零，可調(diào)單元的W1，并用萬用表觀察其輸出為0V。
4、三相對稱，偏移正確，按起動按鈕后，微調(diào)起動，三相輸出電壓很快上升，突然回到零（即可控硅從零輸出到全導(dǎo)通，又突然關(guān)斷）；
電流調(diào)節(jié)器的輸出限幅過高，微調(diào)該單元的W3，同時測量J2～J4的電位，使上限為+6V，使該相波形與圖1（B）相一致。
5、三相對稱，偏移正確，微調(diào)給定時，三相輸出波形也正確｛同圖1（B）｝，但將給定回到零，再用手旋鈕直流電機，加入速度負反饋的時候，三相輸出波并沒有回到圖1（A）的形狀：
a、    測速發(fā)電機的極性反接，用手旋轉(zhuǎn)電機，同時觀察數(shù)據(jù)參調(diào)單元的J2～J4的電壓，應(yīng)為負值。
測速發(fā)電機回路的外接線不對發(fā)電機本身輸出。
6、多圈電位器（速度調(diào)節(jié)1）順時針旋到底時，電機的轉(zhuǎn)速還為達到額定轉(zhuǎn)速，螺桿轉(zhuǎn)速達到60轉(zhuǎn)
a、    速度反饋過強，查“數(shù)據(jù)參調(diào)單元”的J2~J4，在多圈電位器順時針旋轉(zhuǎn)到底時，應(yīng)為-41.25V。若不夠（或過高），可以微調(diào)該單元的W2
b、    主機上的測速表數(shù)據(jù)不對，用上述方法檢查之。若轉(zhuǎn)速已達到-41.25V，而主機上的測速表為達到60轉(zhuǎn)時，可調(diào)節(jié)串聯(lián)在測速表上的電位器（該電位器位于主機）。
7、啟動按鈕按下后，電機一直起動到最高轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，并且無調(diào)速作用：
a、    無速度反饋，可以測速機的輸出電壓與極性是否正確，若測速機正常，“數(shù)據(jù)參調(diào)單元”的J1~J4也有電壓訊號，則可微調(diào)該單元的W2，直到符合要求。
b、    “給定積分器”有問題，可單獨查處“給定積分器”的輸出是否能根據(jù)給定電位器的位置而變化
c、    多圈電位器的接線有問題，可查主機接線。
8、電機轉(zhuǎn)速達不到額定，并且調(diào)節(jié)“數(shù)據(jù)參調(diào)單元“的W2后仍然不能達到額定：
a、    首先檢查主回路上的各個快速熔斷器，有否熔斷若有熔斷現(xiàn)象，則應(yīng)調(diào)換快熔，并拉去電樞回路的輸電線，用假負載作實驗，看是否正常。
b、    某一觸發(fā)器無脈沖輸出，可檢查有關(guān)觸發(fā)器的波形。
c、    電網(wǎng)電壓過低，當電網(wǎng)電壓低于300V時，有可能造成整個系統(tǒng)的失調(diào)和設(shè)備損壞。
9、電機轉(zhuǎn)速已達到定額，但電樞電壓與額定相差很大。
a、  磁場回路缺相，應(yīng)檢查勵磁電源板的數(shù)據(jù)是否正確，再檢查各有關(guān)的二極管與熔斷器。
b、  勵磁變阻器的位置不對，可將該變阻器（即主機控制板上的“速度調(diào)節(jié)2”）逆時針旋轉(zhuǎn)到底。
c、  失磁，可檢查一下主機接線端子板的151#-161#之間的電壓是否是直流220V左右。
在正常的情況下，當電網(wǎng)電壓到達380ν時，直流電機空載，轉(zhuǎn)速1500rpm（相當于測速機電壓—41.25V）時，電樞電壓約為206V左右，滿載時約為220V左右。當電網(wǎng)電壓有所波動時，上述兩種情況的電樞電壓也有所變化，但一般不會大于15V。
10、電樞電流達到1.15Id多秒后，保護單元不動作（Id電機額定電流）
保護單元的問題，可單獨檢查單元。
11、電樞電流大于1.3Id后，電機速度不能自動下降。
速度調(diào)節(jié)器負限幅過低，可微調(diào)該單元的W4直到電樞電流到1.3Id后，速度就自動下降。
12、打開總電源開關(guān)后，線繞電阻R102-R103的某個燒紅。
可控硅或二極管有擊穿現(xiàn)象，應(yīng)將電機負載拉去，將與可控硅有關(guān)的各導(dǎo)線開路，用萬用表檢查可控硅。
電阻R101-R103是作為整流變壓器的起動電阻用，使整流變壓器合閘時的沖擊電流變小，使用了該電阻之后，也能有效地抑制在變壓器時對可控硅產(chǎn)生的浪涌電壓。
13、打開控制電源開關(guān)，未按起動按鈕，就發(fā)現(xiàn)電機有沖動，電流表也有沖動，并伴有過流繼電器動作與快熔熔斷等現(xiàn)象
用假負載觀察之。如發(fā)現(xiàn)在可控硅電源開關(guān)接通的瞬間，電壓表有跳動的現(xiàn)象；則比較大的可能為繼電器單元中的TJ1某一個觸頭沒有接觸好或有脫焊現(xiàn)象。
14、正常運行中突然停車：
a、  保護單元無動作，說明電機有過載現(xiàn)象，可控硅電源關(guān)一下再打開，保護單元就復(fù)位，然后再起動，看負載情況如何。
b、  過流繼電器動作，復(fù)位過流繼電器，然后檢查快速熔斷器是否正常，一般的話，如發(fā)現(xiàn)有快熔熔斷的現(xiàn)象的話，應(yīng)將131#輸電線拉下，用假負載作一次檢查，沒有一定的故障，快熔是不會輕易熔斷的。
15、電樞電流很大，但電機卻不能運轉(zhuǎn)。
a、  主機的機械發(fā)生堵轉(zhuǎn)。
b、  失磁。如勵磁單元都正常的話，可檢查勵磁回路與勵磁變阻器。
16、起動速度變快，機械沖動較大：
a、  “給定積分器”的積分時間太快，可調(diào)節(jié)該單元的W。
b、  “給定積分器”的外接置零失去作用，可檢查“繼電單元”的TJ2各觸點，當起動按鈕未按時，不管給定電位器處于什么位置，“給定積分器”的輸出總是等于零，若不等于零，并跟隨給定電位器而變化，則表示積分單元的置零失去作用。
各單元參數(shù)調(diào)整數(shù)據(jù)
1、穩(wěn)壓電源：J1-J4+28V  J2-J4+15V  J3-J4+9V
2、給定積分器：J1-J4 不定  J2-J4  0V  J3-J4  0V
3、電流訊號放大器：J1-J4≈1.4V  J2-J4  0V
限幅：正負都不限。
4、速度調(diào)節(jié)器：J1-J4  正漂  J2-J4  正漂
限幅：正限，不限，負限，-3V
5、電流調(diào)節(jié)器：J1-J4  負漂  J2-J4  0V
限幅：正限，  +6V  負限，  0V
6、數(shù)據(jù)參調(diào)單元：J1-J4  +5.5V  J2-J4  41.25V
7、觸發(fā)角調(diào)整器：J1~J2  鋸齒波，見圖2。
J3-J4  觸發(fā)脈沖波見圖3
8、保護單元：J1-J4  0V  J2-J4  +8V  J3-J4  0V
9、勵磁電源：J1-J4  +250V