DCS400直流調(diào)速器，系A(chǔ)BB集團(tuán)公司產(chǎn)品，廠商給出的產(chǎn)品名稱為晶閘管變流器直流傳動(dòng)系統(tǒng)。在我國的直流調(diào)速領(lǐng)域應(yīng)用也比較廣泛，幾乎于與歐陸590直流調(diào)速器平分秋色，系采用微控制器控制的高度智能化的直流調(diào)速裝置。

整機(jī)電路（三相全控橋、勵(lì)磁輸出電路）由三塊線路板構(gòu)成，分別為CPU主板，電源/驅(qū)動(dòng)板、勵(lì)磁觸發(fā)板。電源/驅(qū)動(dòng)板與勵(lì)磁觸發(fā)板的故障率最高，應(yīng)維修需要，測繪出了這兩塊線路板的電路原理圖，

1、DCS400直流調(diào)速器電源/驅(qū)動(dòng)板電路原理分析

DCS400直流調(diào)速器電源/驅(qū)動(dòng)板包括電樞主電路、勵(lì)磁輸出電路、開關(guān)電源電路、末級觸發(fā)電路等組成。

1.1、DCS400直流調(diào)速器電樞主電路、勵(lì)磁主電路

電樞主電路為三相全控橋的典型結(jié)構(gòu)，由三只雙單向晶閘管模塊組成，在電源輸入側(cè)與整流正、負(fù)輸出端之間，并聯(lián)了R、C串聯(lián)尖波電壓吸收網(wǎng)絡(luò)，以消除由電網(wǎng)進(jìn)入的有害電壓毛刺。用TA1、TA2兩只電流互感器采集三相電流信號，送后級CPU主板，以形成電流環(huán)閉環(huán)控制和取出過流保護(hù)信號。在整流輸出電壓正端串接FLT分流器，供外接電流表，顯示運(yùn)行工作電流。晶閘管模塊散熱風(fēng)機(jī)的供電由X99端子引入AC220V電源。

DCS400直流調(diào)速器的勵(lì)磁主電路與其它直流調(diào)速器的有所不同，采用了斬波電路，將三相整流所得的六脈波電壓，經(jīng)IGBT斬波，后級L、C電路濾波，形成較為平滑和穩(wěn)定（質(zhì)量較高）的直流可調(diào)電壓，也因?yàn)椴捎脭夭娐?，電路的調(diào)壓范圍變寬，無須對輸入電源電壓（AC220和AC380V）進(jìn)行切換輸入，而是直接輸入三相380V電源。IGBT控制信號為調(diào)寬脈沖，根據(jù)參數(shù)設(shè)置要求，可設(shè)置最大輸出直流電壓值。勵(lì)磁主電路采用模塊式封裝，內(nèi)含三相橋式整流電路、IBGT開關(guān)管等功率器件，M、E引出端子可串接電抗器或予以短接。IGBT所需的脈寬調(diào)整信號由勵(lì)磁觸發(fā)板提供。

IGBT輸出的PWM電壓，經(jīng)1800uF電容和L1濾波，供直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組，在勵(lì)磁電源上還并接了一個(gè)模塊式勵(lì)磁過壓保護(hù)組件，將勵(lì)磁電路化簡如下，看一下過壓保護(hù)組件的動(dòng)作過程：

圖中VT1為開關(guān)管，L2為勵(lì)磁線圈，D2為續(xù)流二極管，D、C1、L1為電源的整流濾波電路。DW1、VT2、C2、R1構(gòu)成過壓保護(hù)電路。當(dāng)整流電壓中的尖峰電壓值到達(dá)穩(wěn)壓管DW1擊穿電壓值時(shí)，DW1反向擊穿導(dǎo)通，觸發(fā)晶閘管VT2導(dǎo)通，電壓峰值分量為C2充電所吸收。當(dāng)C2上電壓建立，其充電電流逐漸減小，至小于晶閘管的擎住電流值以后，VT2自行關(guān)斷，C2上所充電荷經(jīng)R1泄放掉，為下一次的充電做好準(zhǔn)備。實(shí)際電路電容充電回路串入了S20k385壓敏電阻，當(dāng)VT2陽極、陰極間的電壓差小于390V左右時(shí)，壓敏電阻出離擊穿區(qū)，VT2失去導(dǎo)通條件（壓敏電阻的“高阻值常態(tài)”下的流通電流小于晶閘管VT2的“擎住電流”）而關(guān)斷，C2的充電被提前中止，使過壓保護(hù)電路有選擇性地只對超過390V以上的電壓尖刺部分進(jìn)行吸收，由電容C2存儲(chǔ)，進(jìn)而由電阻R1所消耗。

從電抗（濾波）器L1上并聯(lián)的線圈的感應(yīng)電壓（勵(lì)磁電流檢測信號1）經(jīng)X11端子的1、3腳引入前級勵(lì)磁電流控制信號，X11端子的2腳（從CPU主板來）輸入的勵(lì)磁電流給定信號，合成為“新的”勵(lì)磁電流控制信號，進(jìn)入后級控制電路（見下圖5），形成電流環(huán)控制信號。從L71電流互感器取得的感應(yīng)電流信號（勵(lì)磁電流檢測信號2）經(jīng)L71端子也引入到前級勵(lì)磁電流控制電路，形成過勵(lì)磁的欠電流或過電流故障保護(hù)信號（見下圖5）。

1.2、DCS400直流調(diào)速器開關(guān)電源電路

由X98端子進(jìn)入的AC220V電源，經(jīng)兩只限流電阻引入橋式整流電路，又經(jīng)CLC電路濾波后，作為開關(guān)電源的直流供電電源。開關(guān)電源電路一般包括以下幾個(gè)回路：

1）振蕩回路。由10只10k串聯(lián)電阻、470Ω電阻、穩(wěn)壓管構(gòu)成電源起動(dòng)電路，14腳、7腳內(nèi)外電路構(gòu)成振蕩電路，UC3844內(nèi)部相關(guān)電路、開關(guān)管V741、開關(guān)變壓器的一次繞組、自供電繞組等構(gòu)成整個(gè)振蕩回路，V741受控導(dǎo)通后，自供電繞組產(chǎn)生感應(yīng)電壓，經(jīng)整流濾波后作為UC3844的工作供電電源。振蕩回路，是電路上電后形成振蕩、開始工作的主要環(huán)節(jié)。

2）穩(wěn)壓回路。電路起振工作后，穩(wěn)壓電路隨之發(fā)生作用，精確控制10腳輸出的PWM脈沖信號的占空比，使脈沖變壓器的儲(chǔ)能發(fā)生變化，維持二次繞組輸出的電壓值保持穩(wěn)定。對輸出電壓自動(dòng)實(shí)施穩(wěn)壓控制的電路環(huán)節(jié)稱為穩(wěn)壓回路，一般由電壓反饋電路、基準(zhǔn)電壓與光耦電路形成的外部誤差放大器、UC3844內(nèi)部誤差放大器、PWM控制電路等構(gòu)成，本電路是由N76及外圍電路將電壓反饋信號進(jìn)行處理，控制光耦合器D73輸入電流的大小，使D73輸出側(cè)光敏三極管的導(dǎo)通內(nèi)阻發(fā)生變化，進(jìn)而控制UC3844的反饋信號輸入腳3腳的電壓變化，使內(nèi)部PWM脈沖處理電路，改變10腳輸出脈沖的占空比，達(dá)到穩(wěn)壓輸出電壓的目的。穩(wěn)壓回路也是保證電路正常工作的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，影響到輸出電壓的高低和穩(wěn)定。

自供電繞組，除提供振蕩芯片的工作電源外，也將自供電繞組的感應(yīng)電壓經(jīng)整流取出，送入U(xiǎn)C3844的3腳，形成電壓負(fù)反饋信號。負(fù)反饋電壓信號實(shí)質(zhì)上是上述光耦合器返回信號與自供電繞組的感應(yīng)電壓信號兩者的合成，共同對二次繞組的輸出電壓（包括振蕩芯片供電電源）起到穩(wěn)壓控制的作用。

圖3DCS400直流調(diào)速器開關(guān)電源電路

3）保護(hù)回路。開關(guān)變壓器的一次繞組上所并聯(lián)的阻容元件、二極管及穩(wěn)壓管元件，起到提供開關(guān)管反向電流通路、抑制反向電壓峰值的作用，是電壓保護(hù)電路；開關(guān)管源極串聯(lián)的電流采樣電阻，將流經(jīng)開關(guān)管的電流變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，輸入U(xiǎn)C3844的電流檢測信號輸入腳5腳，形成電流閉環(huán)控制，電路能對電流變化作出快速反應(yīng)。電流檢測信號同時(shí)又加到SAM場效應(yīng)晶體管的柵極，當(dāng)開關(guān)管中有急劇變化的電流跳變信號產(chǎn)生時(shí)，SAM瞬時(shí)導(dǎo)通，將開關(guān)管V741柵極的電壓快速拉低，起到對瞬變上升電流的快速抑制。當(dāng)保護(hù)回路起控時(shí)，電路有可能處于停振狀態(tài)，從某種意義上講，保護(hù)回路，也可形成振蕩條件，構(gòu)成振蕩回路的一個(gè)環(huán)節(jié)。

4）負(fù)載回路。二次繞組整流濾波輸出的48V，供末級觸發(fā)電路的供電，24V輸出作為數(shù)字控制端子的供電及控制板繼電器線圈的供電，+5V作為CPU主板CPU單元的電源。+15V、-15V兩路供電，提供CPU主板控制電路的供電。各路負(fù)載電路的狀態(tài)與開關(guān)電源密切相關(guān)，尤其是負(fù)載電路的過載和短路狀態(tài)，會(huì)引發(fā)開關(guān)電源的間歇振蕩或?qū)е鹿ぷ魍Ｖ?，控制機(jī)理是這樣的：負(fù)載電路的過載或短路狀態(tài)，引發(fā)開關(guān)電源的保護(hù)電路起控，做出過流保護(hù)動(dòng)作，使開關(guān)電路電路呈現(xiàn)出停振或處于間歇振蕩狀態(tài)。開關(guān)電源的外電路——負(fù)載電路異常，會(huì)引發(fā)開關(guān)電源表現(xiàn)異常（容易誤判是開關(guān)電源電路本身出現(xiàn)了故障），這是檢修中應(yīng)該注意的一點(diǎn)。

3、DCS400直流調(diào)速器的末級觸發(fā)電路

電源/驅(qū)動(dòng)板一般安裝有6路觸發(fā)脈沖電路，另外還預(yù)留有另6路末級觸發(fā)脈沖電路，散熱器上的模塊安裝孔也預(yù)留有6塊晶閘管的安裝位置，以實(shí)現(xiàn)調(diào)速器控制負(fù)載電機(jī)二象限或四象限運(yùn)行（從軟件到硬件）的可兼容性。末級觸發(fā)電路為兩部分結(jié)構(gòu)相同的電路，每部分電路由六路觸發(fā)電路構(gòu)成，上橋臂與下橋相對應(yīng)相，如A+C-的的觸發(fā)電路是呈并聯(lián)關(guān)系的，此種“連接法”，使每路輸出接邏輯算法控制輸出，形成本橋臂觸發(fā)脈沖與對應(yīng)橋臂發(fā)送來的“補(bǔ)脈沖”的雙觸發(fā)脈沖輸出，以形成三相全控橋輸出電流的通路。因線路板采用貼片元件，故脈沖變壓器一次繞組中串聯(lián)的限流電阻，由8只電阻相并聯(lián)，并在電阻上并聯(lián)旁路電容提供交流通路，起到減小直流損耗又能能起到提升交流信號幅度的作用。

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