SBW-200KVA三相全自動(dòng)補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓器的工作原理及典型故障處理

吳麗馨內(nèi)蒙古新聞出版廣電局呼倫貝爾廣播發(fā)射中心臺(tái)　內(nèi)蒙古　呼倫貝爾市　021008

SBW-200KVA三相全自動(dòng)補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓器的工作原理及典型故障處理

吳麗馨
內(nèi)蒙古新聞出版廣電局呼倫貝爾廣播發(fā)射中心臺(tái)內(nèi)蒙古呼倫貝爾市021008

【摘要】SBW-200KVA三相全自動(dòng)補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓器升壓過程及主控制線路電壓過低自動(dòng)升壓電路，掌握這部分電路，就可以方便地對(duì)穩(wěn)壓器出現(xiàn)的故障進(jìn)行處理。

【關(guān)鍵詞】伺服電機(jī)施密特觸發(fā)器交流接觸器

1　簡(jiǎn)介

我臺(tái)使用的SBW-200KVA三相全自動(dòng)補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓器是北京九州萬(wàn)佳廣播電視設(shè)備有限公司生產(chǎn)的，該穩(wěn)壓器是引進(jìn)西歐高新技術(shù)，為穩(wěn)定交流電壓設(shè)計(jì)的，當(dāng)外電的電壓或負(fù)載變化造成電壓波動(dòng)時(shí)，可以自動(dòng)保持輸出電壓的穩(wěn)定。它的優(yōu)點(diǎn)是容量大、效率高、無(wú)波形畸變、電壓調(diào)節(jié)平穩(wěn)?？梢猿惺芩矔r(shí)超載，能長(zhǎng)期連續(xù)工作，手動(dòng)/自動(dòng)任意切換，設(shè)有過壓、過流、缺相、相序保護(hù)及機(jī)械故障自動(dòng)保護(hù)，運(yùn)行可靠。

穩(wěn)壓器包括：補(bǔ)償電路、電壓檢測(cè)電路、伺服電機(jī)控制及減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、主電路開關(guān)操作電路、電流測(cè)量及保護(hù)電路組成。補(bǔ)償電路由接觸調(diào)壓器與補(bǔ)償變壓器組成。接觸調(diào)壓器接成Y形，連接在穩(wěn)壓器的輸出端，調(diào)壓器的電刷接補(bǔ)償變壓器的一次線圈，補(bǔ)償變壓器的二次線圈串聯(lián)在主電路中，若輸出電壓的變化超出輸出電壓的精度范圍，電壓檢測(cè)電路發(fā)出信號(hào)，使伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)經(jīng)減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)接觸調(diào)壓器上電刷滑動(dòng)，改變補(bǔ)償變壓器的補(bǔ)償電壓，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保持輸出電壓的穩(wěn)定。

圖1　穩(wěn)壓器部分電路圖

2　工作原理

下面是我臺(tái)按照該穩(wěn)壓器的實(shí)際電路畫的相關(guān)部分電路圖，見圖1。同時(shí)，對(duì)該部分電路原理進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

當(dāng)開關(guān)扳到手動(dòng)位置時(shí)，按下升壓按鈕，直流零電平GND經(jīng)升壓按鈕→SY2到行程升K1→SY1→插座一的2腳→J1線包右→J1線包左→插座一3腳+24V，形成回路，J1線包得電，J1接點(diǎn)1吸合，插座一6腳的B3相電經(jīng)J1接點(diǎn)1→插座一的1腳SYB3→CJ6-1→交流接觸器CJ7線包下端，CJ7線包的上端是交流零N，CJ7線包得電，CJ7的接點(diǎn)吸合，三相電經(jīng)CJ7的接點(diǎn)送到伺服電機(jī)，使電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行升壓。與此同時(shí)，J1的接點(diǎn)2斷開，使+24V不能送到J2線包，確保不能降壓操作。CJ7吸合，CJ7的副接點(diǎn)CJ7-1斷開，使降壓的交流接觸器線包CJ6不能得電，確保在升壓過程中，不能降壓操作。

降壓過程的原理與上述類似，不再敘述。

當(dāng)開關(guān)扳到自動(dòng)位置時(shí)，這里我先簡(jiǎn)要介紹一下控制線路板的原理（見圖2），DY1和DY2是B3相電經(jīng)變壓器降壓后送來的15V交流，經(jīng)整流、濾波、三端穩(wěn)壓后輸出+12V直流，為本板提供電源。DY3和DY4是B3相電經(jīng)變壓器降壓后送來的20V交流，經(jīng)整流、濾波輸出+24V直流電壓。CY1和CY3是B3相電經(jīng)變壓器降壓后再經(jīng)輸出電壓調(diào)節(jié)電位器送來的約6.5V交流，經(jīng)整流、濾波電路提供輸出電壓取樣。

當(dāng)輸出電壓過高并且超過允許范圍時(shí)，比較器IC4B輸出高電平，IC1A～F是施密特觸發(fā)器。這里簡(jiǎn)要介紹一下施密特觸發(fā)器CD40106，它由六個(gè)施密特觸發(fā)器電路組成。每個(gè)電路均為在兩輸入端具有施密特觸發(fā)器功能的反相器。IC4B輸出高電平經(jīng)IC1D和IC1E仍輸出高電平，使故障指示燈D21發(fā)光，高電平經(jīng)二極管D7向電容C2充電，延時(shí)一段時(shí)間后，C2充電電壓不斷上升，三極管Q2管壓降降低，+12V經(jīng)Q2集-射極，再經(jīng)穩(wěn)壓管降6V，使三極管Q1導(dǎo)通，此時(shí)三極管Q3基極電位下降，從而Q3導(dǎo)通，+12V經(jīng)Q3送到J3+（插座二11腳，見圖1），再送到插座一7 腳J3線包右端→J3線包左端→插座一10腳直流零GND，形成回路，J3線包得電，J3吸合，J3接點(diǎn)接通，插座一8腳交流零經(jīng)此接點(diǎn)送到插座一9 腳TZ，此交流零TZ分兩路，第一路送到故障指示燈，使故障指示燈發(fā)光；第二路送到交流接觸器CJ5右端，CJ5的左端是A2相電，使CJ5線包得電，其常閉接點(diǎn)斷開，CJ3線包回路斷開，從而使CJ3斷開，穩(wěn)壓器無(wú)輸出。

圖2　穩(wěn)壓器電路圖

當(dāng)輸出電壓過高并且沒有超過允許范圍時(shí)，見圖2，比較器IC3B輸出高電平，IC3B輸出高電平經(jīng)IC1F和IC1A仍輸出高電平，使指示燈D23發(fā)光，高電平使三極管Q5集-射壓降降低，三極管Q4基極電位上升，從而Q4導(dǎo)通，直流零電平GND送到JY3（插座二10腳，見圖1），再經(jīng)手動(dòng)/自動(dòng)開關(guān)（此時(shí)在自動(dòng)位置），送到JY2→行程降K2→JY1→插座一5腳→J2線包的右端→J2線包的左端→插座一3腳+24V形成回路。J2線包得電，接點(diǎn)1吸合，插座一6腳的B3相電經(jīng)J2線包接點(diǎn)1送到插座一4腳JYB3→升壓交流接觸器常閉接點(diǎn)CJ7-1→降壓交流接觸器線包下端，CJ6線包得電。CJ6接點(diǎn)吸合，三相電經(jīng)CJ6的接點(diǎn)送到伺服電機(jī)，使電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行降壓。與此同時(shí)，J2的接點(diǎn)2斷開，使+24V不能送到J1線包，確保不能升壓操作；CJ6吸合，CJ6的常閉接點(diǎn)CJ6-1斷開，使升壓的交流接觸器線包CJ7不能得電，確保在降壓過程中，不能升壓操作。

當(dāng)輸出電壓過低時(shí)，見圖2，比較器IC2B輸出低電平，IC2B輸出低電平，經(jīng)IC1B輸出高電平，使指示燈D22發(fā)光，高電平經(jīng)電阻R22使三極管Q7集-射壓降降低，三極管Q6基極電位上升，從而Q6導(dǎo)通，直流零電平GND送到SY3（插座二9腳，見圖1），再經(jīng)手動(dòng)/自動(dòng)開關(guān)（此時(shí)在自動(dòng)位置），送到SY2→行程升K1→SY1→插座一2腳→J1右端→J1左端→插座一3腳+24V形成回路。J1線包得電，接點(diǎn)1吸合，插座一6腳的B3相電經(jīng)接點(diǎn)1送到插座一1腳SYB3→降壓交流接觸器常閉接點(diǎn)CJ6-1→升壓交流接觸器線包下端，CJ7線包得電，CJ7接點(diǎn)吸合，三相電經(jīng)CJ7的接點(diǎn)送到伺服電機(jī)，使電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行升壓。與此同時(shí)，J1的接點(diǎn)2斷開，使+24V不能送到J2確保不能降壓操作；CJ7吸合，CJ7的常閉接點(diǎn)CJ7-1斷開，使降壓的交流接觸器線包CJ6不能得電，確保在升壓過程中，不能降壓操作。

3　典型故障

3.1故障現(xiàn)象

穩(wěn)壓器在工作時(shí)偶爾出現(xiàn)自動(dòng)關(guān)機(jī)，故障紅燈亮，主控制線路板上D22亮燈，造成它所帶負(fù)載無(wú)電源而停止工作。特別是當(dāng)我臺(tái)早上開兩個(gè)50KW中波發(fā)射機(jī)時(shí)，該穩(wěn)壓器也偶爾出現(xiàn)關(guān)機(jī)現(xiàn)象。該穩(wěn)壓器在手動(dòng)時(shí)，按升壓按鈕無(wú)反應(yīng)，但是能降壓。

3.2故障分析

出現(xiàn)這種偶爾關(guān)機(jī)現(xiàn)象，其原因很多，主要有：一、空氣開關(guān)或主交流接觸器軟故障；二、穩(wěn)壓器內(nèi)各連接線接頭有松動(dòng)現(xiàn)象；三、缺相保護(hù)電路誤動(dòng)作；四、控制線路板的J3+輸出高電平。

3.3故障處理

認(rèn)真仔細(xì)檢查了上述分析的一、二、三項(xiàng)，沒有發(fā)現(xiàn)異常。故障紅燈亮，紅燈的左端是三相電的A相，右端是交流零，順電路檢查產(chǎn)生交流零的原因，依次檢查TZ，測(cè)量插座一的9腳是交流零，這種現(xiàn)象只有繼電器J3吸合，J3的接點(diǎn)將插座一8腳的交流零送到插座一的9腳，使TZ變成交流零。還有另一個(gè)原因，就是缺相保護(hù)線路板檢查到三相電缺相時(shí)，能將TZ變成交流零。但是出故障時(shí)，其它穩(wěn)壓器運(yùn)行全部正常，說明不是缺相故障。

測(cè)量主控制線路板的插座二的10腳是12V直流，即J3+端子是12V直流，見圖2。依次測(cè)量主控制線路板Q2發(fā)射極是6.6V直流，Q2的基極7.1V直流，電阻R8的左端7.3V直流，1C1E的10腳低電平，1C1A的2腳低電平，而二極管D4的陰極（右端）為高電平，因D22亮燈，說明D4的陽(yáng)極（左端）肯定是高電平。此時(shí)測(cè)量比較器1C2B的5腳5.83V和6腳5.85V，輸出端7腳輸出低電平，再經(jīng)施密特觸發(fā)器1C1B變成高電平，點(diǎn)亮D22。由于穩(wěn)壓器存在升不了電壓故障，所以取樣電壓一直偏低，二極管D4的右端一直是高電平，也就是一直通過電阻R9和R8給電容C2充電，直至三極管Q2導(dǎo)通，使J3+端輸出12V直流電壓，導(dǎo)致穩(wěn)壓柜輸出無(wú)電壓。處理不能升電壓故障，選擇開關(guān)扳到手動(dòng)，按下升電壓按鈕，用萬(wàn)用表依次檢查圖一的行程測(cè)K1的左端、右端為低電平，插座一的2腳SY1是低電平，繼電器J1右端低電平，左端是+24V直流，此時(shí)J1應(yīng)該吸合，它的接點(diǎn)一就應(yīng)該把三相電B3相電從插座一的6腳送到插座一的1腳，此時(shí)測(cè)量插座一的6 腳220V交流，1腳是0V，按此判斷是繼電器J1故障，更換J1，再升電壓操作恢復(fù)正常。

審稿人：嚴(yán)志剛內(nèi)蒙古新聞出版廣電局包頭廣播發(fā)射中心臺(tái)正高級(jí)工程師

責(zé)任編輯：王學(xué)敏

【中圖分類號(hào)】G221

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】C

【文章編號(hào)】2096-0751（2016）01-0023-04

作者簡(jiǎn)介：吳麗馨內(nèi)蒙古新聞出版廣電局呼倫貝爾廣播發(fā)射中心臺(tái)工程師