李云

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，直流調(diào)速器也由傳統(tǒng)的模擬控制方式逐漸向數(shù)字控制的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，直流調(diào)速器的遠(yuǎn)程監(jiān)控以及故障報(bào)警等功能十分強(qiáng)大。直流調(diào)速器的系統(tǒng)比較復(fù)雜，所以直流調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，一些技術(shù)人員并不能快速地找出故障的位置，如果遇到緊急故障處理的時(shí)候就會(huì)造成較大的損失。本文針對(duì)直流調(diào)速系統(tǒng)的故障進(jìn)行了簡(jiǎn)單的探討，并且提出了幾點(diǎn)處理方法。

關(guān)鍵詞：直流調(diào)速系統(tǒng);故障;處理方法

引言：目前直流調(diào)速裝置在工業(yè)中的應(yīng)用范圍十分廣泛，很多直流調(diào)速裝置都是應(yīng)用功率半導(dǎo)體器件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。因此，必須要確保直流調(diào)速系統(tǒng)的安全性以及可靠性，這樣才可以對(duì)有效地監(jiān)控整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程以及系統(tǒng)的具體運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)直流調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，必須要及時(shí)地找出故障的位置，并且及時(shí)地解決故障，這樣才可以保證直流調(diào)速器的穩(wěn)定運(yùn)行。

一、直流電機(jī)的調(diào)速方案

常見(jiàn)的直流電機(jī)調(diào)速方案可以分為三種，分別是改變電樞電壓、改變勵(lì)磁繞組電壓以及改變電樞回路電阻[1]。在這三種方案當(dāng)中調(diào)節(jié)電樞電壓是最常用的一種。這種直流調(diào)速器在工作的時(shí)候，主要的原理就是把一路交流電源通過(guò)一組半控橋，該半控橋是由兩只可控硅以及兩只二極管所組成，這樣就可以整流成一個(gè)恒定的直流電源，然后將電流提供給直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，半控橋起到的作用僅僅是調(diào)整勵(lì)磁電壓，然后用來(lái)匹配直流電機(jī)中的勵(lì)磁額定電壓。另外，需要把另一路交流電源通過(guò)一組全控橋，全控橋是由4-6只可控硅所組成的，假如直流電機(jī)是反向地運(yùn)行，就需要使用到8只甚至是12只的可控硅，當(dāng)電源通過(guò)全控橋之后就整流成一個(gè)可以進(jìn)行調(diào)節(jié)的直流電源，并且提供給直流電機(jī)的電樞繞組。如果直流調(diào)速器中的脈沖觸發(fā)板給可控硅的控制腳提供不同的觸發(fā)電壓時(shí)，那么全控橋則會(huì)給出不同的電樞電壓，用來(lái)有效地控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)電樞電壓越高的時(shí)候，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速就會(huì)越快。就目前來(lái)看，直流調(diào)速器已經(jīng)從傳統(tǒng)的模擬控制方式轉(zhuǎn)變?yōu)榱藬?shù)字控制方式，而且遠(yuǎn)程監(jiān)控功能以及故障報(bào)警功能也變得日趨強(qiáng)大。因?yàn)橹绷髡{(diào)速器的系統(tǒng)比較復(fù)雜，這樣在出現(xiàn)故障的時(shí)候部分技術(shù)人員并不能迅速地找出故障的原因以及位置[2]。因此，必須要運(yùn)用清晰的思路以及正確的方法，這樣才能快速地判斷出故障的緣由。

二、直流調(diào)速系統(tǒng)常見(jiàn)故障類(lèi)型及處理方法

（一）給定問(wèn)題

獨(dú)立傳動(dòng)系統(tǒng)中，給定多為調(diào)速電位器。易出現(xiàn)開(kāi)路故障，會(huì)導(dǎo)致高轉(zhuǎn)速位置以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的給定電壓都顯示最大值。需要仔細(xì)地檢查調(diào)速電位器，并且借助萬(wàn)用表電阻檔有效地測(cè)量調(diào)速電位器的滑動(dòng)觸頭和兩端之間的電阻值，在進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候需要將調(diào)速電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且對(duì)電阻值的變化情況進(jìn)行觀察測(cè)量[3]。通過(guò)測(cè)量能夠發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電位旋鈕進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，阻值也會(huì)逐漸發(fā)生相應(yīng)均勻的改變，判斷調(diào)速電位器是否處于正常狀態(tài)。在通電時(shí)，可以使用同樣的方法測(cè)量調(diào)速電位器的滑動(dòng)觸頭以及兩端之間的直流電壓。如果測(cè)出來(lái)的電壓值隨著電位器在0-10V的范圍內(nèi)變化，則能夠說(shuō)明調(diào)速電位器處于正常狀態(tài)，反之則是調(diào)速電位器出現(xiàn)了故障?，F(xiàn)已多選用200萬(wàn)轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)壽命高精度電位器，從而保障生產(chǎn)的連續(xù)性，降低故障率。

大的傳動(dòng)系統(tǒng)中，給定多由PLC或二級(jí)下發(fā)，可以通過(guò)相應(yīng)Wincc等軟件監(jiān)控給定變化情況，綜合考慮各類(lèi)附加給定情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，判斷干擾來(lái)自反饋，機(jī)械，液壓等哪些方面，從而順利的解決問(wèn)題。

（二）觸發(fā)及其他電路故障及處理方法

一旦觸發(fā)電路出現(xiàn)故障，就會(huì)很容易導(dǎo)致觸發(fā)脈沖控制角無(wú)法進(jìn)行調(diào)控的問(wèn)題。ACR以及ASR在調(diào)速環(huán)節(jié)充當(dāng)?shù)氖潜壤e分調(diào)節(jié)器，使用LM339等作為集成運(yùn)算的放大器，并且在兩級(jí)調(diào)節(jié)器的輸出端以及輸入端都會(huì)裝設(shè)有限幅電路，特別是在兩個(gè)輸入端間會(huì)有兩個(gè)二極管進(jìn)行并聯(lián)，在測(cè)量輸入電壓的時(shí)候通常都是處在零點(diǎn)幾伏這個(gè)數(shù)值，如果只是簡(jiǎn)單地調(diào)解為調(diào)速電位器，其實(shí)是難以觀察出比例積分調(diào)節(jié)器在輸入電壓時(shí)的變化過(guò)程的，不過(guò)能夠看出比例積分調(diào)節(jié)器的輸出電壓值幾乎都是處在最大限幅值。因此，在這個(gè)時(shí)候就需要在電路上連接一個(gè)示波器，并且認(rèn)真地觀察電壓變化的過(guò)程，通過(guò)觀察速度調(diào)節(jié)器的ASR輸入端電壓，能夠發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行啟動(dòng)的時(shí)候給定環(huán)節(jié)存在電壓，特別是將調(diào)速電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)的過(guò)程當(dāng)中，給定電壓發(fā)生了細(xì)微的變化，不過(guò)反饋環(huán)節(jié)的電壓并沒(méi)有發(fā)生任何變化。如果是這種情況，就能夠判斷是反饋電路這里出現(xiàn)了故障，這時(shí)候就可以順著反饋回路接著進(jìn)行排查，排查出是測(cè)速發(fā)電機(jī)或者編碼器存在故障，從而導(dǎo)致了反饋電壓出現(xiàn)丟失的現(xiàn)象[4]。當(dāng)排除了是速度反饋出現(xiàn)故障之后，只需要將直流調(diào)速系統(tǒng)重現(xiàn)進(jìn)行啟動(dòng)，就能夠很快恢復(fù)到正常的運(yùn)作狀態(tài)。

大功率傳動(dòng)系統(tǒng)中，往往會(huì)有脈沖放大板，接地檢測(cè)板，同步電壓（同步變壓器，分壓板），阻容保護(hù)等元件，故障多發(fā)生在接線(xiàn)端，可以利用示波器，示波表等監(jiān)測(cè)雙窄脈沖的幅值，波形等，晶閘管的門(mén)極電阻阻值過(guò)大或過(guò)小會(huì)導(dǎo)致脈沖衰減及觸發(fā)功率過(guò)大，造成觸發(fā)失敗等問(wèn)題。同步電壓可通過(guò)測(cè)量及調(diào)速裝置只讀參數(shù)判斷，阻容元件可以通過(guò)測(cè)量電容、電阻的狀態(tài)加以判斷。

（三）直流調(diào)速裝置報(bào)警及故障

直流調(diào)速裝置報(bào)警功能一般都比較強(qiáng)大和豐富，根據(jù)故障信息，分為電源故障，外部故障，驅(qū)動(dòng)故障，啟動(dòng)故障，硬件故障，內(nèi)部故障，通訊故障等，針對(duì)不同的故障類(lèi)型我們需要迅速準(zhǔn)確地判斷原因，故障值，故障信息，故障燈可以幫助我們縮小故障范圍。

電源故障一般出現(xiàn)在電子板電源，相電壓過(guò)壓及欠壓，勵(lì)磁回路等，故障點(diǎn)多為斷路器，熔斷器，供電系統(tǒng)，補(bǔ)償過(guò)大，勵(lì)磁功率模塊，接觸器，接線(xiàn)母排極端子等部位。

外部故障多與參數(shù)設(shè)置及相應(yīng)控制系統(tǒng)有關(guān)。

驅(qū)動(dòng)故障一般與負(fù)載狀況，機(jī)械，碳刷，換向器，主回路熔斷器，功率元件，編碼器及測(cè)速機(jī)有關(guān)，故障多出現(xiàn)在相關(guān)部位以及連接回路，接地不規(guī)范等。

啟動(dòng)類(lèi)故障代碼多出現(xiàn)在系統(tǒng)優(yōu)化過(guò)程中，需要結(jié)合故障值加以判斷解決。

硬件故障多為晶閘管問(wèn)題，可通過(guò)檢測(cè)硬件，結(jié)合故障值來(lái)判斷，故障原因多為脈沖線(xiàn)，插頭，功率元件，電子板或觸發(fā)板損壞等。

內(nèi)部故障和通訊故障一般只能通過(guò)故障值反向查找，故障多為網(wǎng)線(xiàn)，電纜，電子板以及相應(yīng)通道等。

在分析問(wèn)題時(shí)，功能圖是可以利用的重要資料，通過(guò)對(duì)參數(shù)的了解，可以清楚地搞明白控制邏輯，從容地判斷和解決故障。必要時(shí)，我們需要更換相應(yīng)裝置，一般要利用裝置專(zhuān)用調(diào)試軟件，如。這里要提醒的是，一定要注意CUD1板版本號(hào)，通訊參數(shù)以及不能完全傳輸?shù)牟糠謪?shù)。我們建議參數(shù)傳后應(yīng)完全比較核對(duì)一下比較安全。

（四）直流電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)及處理方法

當(dāng)直流調(diào)速器的電機(jī)無(wú)法進(jìn)行啟動(dòng)的時(shí)候，就需要觀察直流電機(jī)或者是直流調(diào)速器有無(wú)冒煙、短路放炮的問(wèn)題出現(xiàn)。如果存在上述幾種情況，必須要深入地檢查直流電機(jī)或者是直流調(diào)速器，這些故障表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象十分明顯，在進(jìn)行判斷的時(shí)候也比較容易，只需要把受損明顯的零部件進(jìn)行更換，就可以有效地排除這類(lèi)故障。如果沒(méi)有出現(xiàn)以上幾種情況，就需要認(rèn)真地檢查直流調(diào)速器是否可以上電，假如還可以上電，就需要接著檢查直流調(diào)速器的控制電源以及進(jìn)線(xiàn)主電源是否正常，當(dāng)排查完電源故障過(guò)后，需要對(duì)直流調(diào)速器的CPU板件以及電源板件等展開(kāi)更換測(cè)試，假如測(cè)試的結(jié)果都是正常，就可以說(shuō)明故障都排查結(jié)束，只要可以上電就得仔細(xì)地觀察直流調(diào)速器的顯示屏報(bào)警條目。如果報(bào)警條目上顯示的內(nèi)容是速度給定報(bào)警這類(lèi)字眼，就得使用萬(wàn)用表去測(cè)量直流調(diào)速器的速度給定信號(hào)有無(wú)出現(xiàn)丟失，只要速度給定信號(hào)出現(xiàn)了丟失現(xiàn)象，必須要立即更換速度給定PLC模塊或者是速度給定電位器。

一旦在報(bào)警條目顯示的是短路報(bào)警這樣的內(nèi)容，必須要使用萬(wàn)用表有效地測(cè)量可控硅有無(wú)出現(xiàn)被擊穿的現(xiàn)象[5]。比如說(shuō)，當(dāng)報(bào)警條目類(lèi)似于勵(lì)磁報(bào)警這些內(nèi)容的時(shí)候，必須要及時(shí)地更換勵(lì)磁板件，或者是更換勵(lì)磁半控橋的橋堆。

結(jié)語(yǔ)：

在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中自動(dòng)化系統(tǒng)以及電氣傳動(dòng)系統(tǒng)都得到了廣泛的應(yīng)用，這些系統(tǒng)的技術(shù)性能以及控制方案在很大的程度上影響著應(yīng)用的效果，必須要確保系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，這樣才能將工業(yè)生產(chǎn)的效率提高上來(lái)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)用功率半導(dǎo)體器件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的調(diào)速裝置也得到了很大范圍的應(yīng)用，直流調(diào)速裝置就是其中的一個(gè)典型，該調(diào)速裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，必須要注重運(yùn)行的安全性以及可靠性。因此，必須要對(duì)直流調(diào)速系統(tǒng)的故障進(jìn)行正確的分析，并且制定合理的處理方法，這樣才能對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行全面的監(jiān)控。

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