小議直流調(diào)速系統(tǒng)故障和處理方法

李云

摘要：隨著科學技術的快速發(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)字控制的方式進行轉變，直流調(diào)速器的遠程監(jiān)控以及故障報警等功能十分強大。直流調(diào)速器的系統(tǒng)比較復雜，所以直流調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，一些技術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候就會造成較大的損失。本文針對直流調(diào)速系統(tǒng)的故障進行了簡單的探討，并且提出了幾點處理方法。

關鍵詞：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)中的應用范圍十分廣泛，很多直流調(diào)速裝置都是應用功率半導體器件進行驅動的，系統(tǒng)的結構比較復雜。因此，必須要確保直流調(diào)速系統(tǒng)的安全性以及可靠性，這樣才可以對有效地監(jiān)控整個生產(chǎn)過程以及系統(tǒng)的具體運行狀態(tài)。當直流調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，必須要及時地找出故障的位置，并且及時地解決故障，這樣才可以保證直流調(diào)速器的穩(wěn)定運行。

一、直流電機的調(diào)速方案

常見的直流電機調(diào)速方案可以分為三種，分別是改變電樞電壓、改變勵磁繞組電壓以及改變電樞回路電阻[1]。在這三種方案當中調(diào)節(jié)電樞電壓是最常用的一種。這種直流調(diào)速器在工作的時候，主要的原理就是把一路交流電源通過一組半控橋，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恒定的直流電源，然后將電流提供給直流電機的勵磁繞組。在這個過程當中，半控橋起到的作用僅僅是調(diào)整勵磁電壓，然后用來匹配直流電機中的勵磁額定電壓。另外，需要把另一路交流電源通過一組全控橋，全控橋是由4-6只可控硅所組成的，假如直流電機是反向地運行，就需要使用到8只甚至是12只的可控硅，當電源通過全控橋之后就整流成一個可以進行調(diào)節(jié)的直流電源，并且提供給直流電機的電樞繞組。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，那么全控橋則會給出不同的電樞電壓，用來有效地控制直流電機的轉速。當電樞電壓越高的時候，直流電機的轉速就會越快。就目前來看，直流調(diào)速器已經(jīng)從傳統(tǒng)的模擬控制方式轉變?yōu)榱藬?shù)字控制方式，而且遠程監(jiān)控功能以及故障報警功能也變得日趨強大。因為直流調(diào)速器的系統(tǒng)比較復雜，這樣在出現(xiàn)故障的時候部分技術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)常見故障類型及處理方法

（一）給定問題

獨立傳動系統(tǒng)中，給定多為調(diào)速電位器。易出現(xiàn)開路故障，會導致高轉速位置以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的給定電壓都顯示最大值。需要仔細地檢查調(diào)速電位器，并且借助萬用表電阻檔有效地測量調(diào)速電位器的滑動觸頭和兩端之間的電阻值，在進行測量的時候需要將調(diào)速電位器進行調(diào)節(jié)，并且對電阻值的變化情況進行觀察測量[3]。通過測量能夠發(fā)現(xiàn)，當電位旋鈕進行轉動的時候，阻值也會逐漸發(fā)生相應均勻的改變，判斷調(diào)速電位器是否處于正常狀態(tài)。在通電時，可以使用同樣的方法測量調(diào)速電位器的滑動觸頭以及兩端之間的直流電壓。如果測出來的電壓值隨著電位器在0-10V的范圍內(nèi)變化，則能夠說明調(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200萬轉旋轉壽命高精度電位器，從而保障生產(chǎn)的連續(xù)性，降低故障率。

大的傳動系統(tǒng)中，給定多由PLC或二級下發(fā)，可以通過相應Wincc等軟件監(jiān)控給定變化情況，綜合考慮各類附加給定情況，及時發(fā)現(xiàn)異常，判斷干擾來自反饋，機械，液壓等哪些方面，從而順利的解決問題。

（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，就會很容易導致觸發(fā)脈沖控制角無法進行調(diào)控的問題。ACR以及ASR在調(diào)速環(huán)節(jié)充當?shù)氖潜壤e分調(diào)節(jié)器，使用LM339等作為集成運算的放大器，并且在兩級調(diào)節(jié)器的輸出端以及輸入端都會裝設有限幅電路，特別是在兩個輸入端間會有兩個二極管進行并聯(lián)，在測量輸入電壓的時候通常都是處在零點幾伏這個數(shù)值，如果只是簡單地調(diào)解為調(diào)速電位器，其實是難以觀察出比例積分調(diào)節(jié)器在輸入電壓時的變化過程的，不過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，在這個時候就需要在電路上連接一個示波器，并且認真地觀察電壓變化的過程，通過觀察速度調(diào)節(jié)器的ASR輸入端電壓，能夠發(fā)現(xiàn)在進行啟動的時候給定環(huán)節(jié)存在電壓，特別是將調(diào)速電位器進行調(diào)節(jié)的過程當中，給定電壓發(fā)生了細微的變化，不過反饋環(huán)節(jié)的電壓并沒有發(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，這時候就可以順著反饋回路接著進行排查，排查出是測速發(fā)電機或者編碼器存在故障，從而導致了反饋電壓出現(xiàn)丟失的現(xiàn)象[4]。當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)進行啟動，就能夠很快恢復到正常的運作狀態(tài)。

大功率傳動系統(tǒng)中，往往會有脈沖放大板，接地檢測板，同步電壓（同步變壓器，分壓板），阻容保護等元件，故障多發(fā)生在接線端，可以利用示波器，示波表等監(jiān)測雙窄脈沖的幅值，波形等，晶閘管的門極電阻阻值過大或過小會導致脈沖衰減及觸發(fā)功率過大，造成觸發(fā)失敗等問題。同步電壓可通過測量及調(diào)速裝置只讀參數(shù)判斷，阻容元件可以通過測量電容、電阻的狀態(tài)加以判斷。

（三）直流調(diào)速裝置報警及故障

直流調(diào)速裝置報警功能一般都比較強大和豐富，根據(jù)故障信息，分為電源故障，外部故障，驅動故障，啟動故障，硬件故障，內(nèi)部故障，通訊故障等，針對不同的故障類型我們需要迅速準確地判斷原因，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，相電壓過壓及欠壓，勵磁回路等，故障點多為斷路器，熔斷器，供電系統(tǒng)，補償過大，勵磁功率模塊，接觸器，接線母排極端子等部位。

外部故障多與參數(shù)設置及相應控制系統(tǒng)有關。

驅動故障一般與負載狀況，機械，碳刷，換向器，主回路熔斷器，功率元件，編碼器及測速機有關，故障多出現(xiàn)在相關部位以及連接回路，接地不規(guī)范等。

啟動類故障代碼多出現(xiàn)在系統(tǒng)優(yōu)化過程中，需要結合故障值加以判斷解決。

硬件故障多為晶閘管問題，可通過檢測硬件，結合故障值來判斷，故障原因多為脈沖線，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故障值反向查找，故障多為網(wǎng)線，電纜，電子板以及相應通道等。

在分析問題時，功能圖是可以利用的重要資料，通過對參數(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，我們需要更換相應裝置，一般要利用裝置專用調(diào)試軟件，如。這里要提醒的是，一定要注意CUD1板版本號，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)傳后應完全比較核對一下比較安全。

（四）直流電機無法啟動及處理方法

當直流調(diào)速器的電機無法進行啟動的時候，就需要觀察直流電機或者是直流調(diào)速器有無冒煙、短路放炮的問題出現(xiàn)。如果存在上述幾種情況，必須要深入地檢查直流電機或者是直流調(diào)速器，這些故障表現(xiàn)出來的現(xiàn)象十分明顯，在進行判斷的時候也比較容易，只需要把受損明顯的零部件進行更換，就可以有效地排除這類故障。如果沒有出現(xiàn)以上幾種情況，就需要認真地檢查直流調(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線主電源是否正常，當排查完電源故障過后，需要對直流調(diào)速器的CPU板件以及電源板件等展開更換測試，假如測試的結果都是正常，就可以說明故障都排查結束，只要可以上電就得仔細地觀察直流調(diào)速器的顯示屏報警條目。如果報警條目上顯示的內(nèi)容是速度給定報警這類字眼，就得使用萬用表去測量直流調(diào)速器的速度給定信號有無出現(xiàn)丟失，只要速度給定信號出現(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。

一旦在報警條目顯示的是短路報警這樣的內(nèi)容，必須要使用萬用表有效地測量可控硅有無出現(xiàn)被擊穿的現(xiàn)象[5]。比如說，當報警條目類似于勵磁報警這些內(nèi)容的時候，必須要及時地更換勵磁板件，或者是更換勵磁半控橋的橋堆。

結語：

在工業(yè)生產(chǎn)的過程中自動化系統(tǒng)以及電氣傳動系統(tǒng)都得到了廣泛的應用，這些系統(tǒng)的技術性能以及控制方案在很大的程度上影響著應用的效果，必須要確保系統(tǒng)的可靠運行，這樣才能將工業(yè)生產(chǎn)的效率提高上來。隨著科學技術的不斷發(fā)展，應用功率半導體器件進行驅動的調(diào)速裝置也得到了很大范圍的應用，直流調(diào)速裝置就是其中的一個典型，該調(diào)速裝置的系統(tǒng)結構比較復雜，必須要注重運行的安全性以及可靠性。因此，必須要對直流調(diào)速系統(tǒng)的故障進行正確的分析，并且制定合理的處理方法，這樣才能對生產(chǎn)過程進行全面的監(jiān)控。

參考文獻

[1]朱政光.淺析直流調(diào)速系統(tǒng)故障和處理方法[J].電子技術與軟件工程，2016（10）：144.

[2]唐鏡軍.直流調(diào)速系統(tǒng)原理與故障檢修[J].機床電器，2012，39（04）：56-58.

[3]韓波.如何快速診斷直流調(diào)速系統(tǒng)故障[J].橡塑技術與裝備，2011，37（11）：41-43.

[4]詹俊江.直流調(diào)速系統(tǒng)的故障診斷研究[J].漳州職業(yè)技術學院學報，2007（04）：1-2.

[5]祁之忠.淺談直流調(diào)速系統(tǒng)故障修理[J].機電新產(chǎn)品導報（數(shù)控機床市場），2006（09）：110+112-113.