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高級(jí)電工必讀 工作前的準(zhǔn)備高級(jí)電工必讀-工作前的準(zhǔn)備 第三部分 維修電工高級(jí)技能第五章 工作前準(zhǔn)備 一 讀圖與分析 1經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的讀圖 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)在我國(guó)機(jī)床改造方面應(yīng)用較廣泛，在此對(duì)南京大方數(shù)控設(shè)備公司生產(chǎn)的 JWK系列進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹該微機(jī)控制裝置由計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)三大部分組成，硬件是計(jì)算機(jī)本身和外部設(shè)備，執(zhí)行元件是步進(jìn)電動(dòng)機(jī) （1） 微機(jī)控制電路 如圖5-1所示為JWK-15T型機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)控制單元電路圖（控制部分）零件加工程序由鍵盤(pán)輸入，經(jīng)8031單片機(jī)處理運(yùn)算后發(fā)出控制信號(hào)，經(jīng)接口電路向驅(qū)動(dòng)電路付出一系列脈沖信號(hào)，經(jīng)光隔離，放大后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方向運(yùn)行速度及位移量，實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制存儲(chǔ)器選用了兩片272562764EPROM,以及一片62256RAM監(jiān)控程序各功能模塊程序存放在27256EPROM內(nèi)，2764EPROM芯片用于存放常用零件的加工程序62256RAM則作為存放調(diào)試程序和運(yùn)行程序的中間數(shù)據(jù)只用I/O接口芯片選用8255A和81558255A有三個(gè)可編程（選擇其工作方式的）通道AB和C,可用于與外部設(shè)備接口其中通道C可在方式字的控制下分成兩個(gè)4位通道，分別與數(shù)據(jù)通道A和B配合，輸出控制信號(hào)和輸入外狀態(tài)信號(hào)可編程帶RAM的I/O接口8155芯片則作為顯示和鍵盤(pán)用的接口（2）驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路的功能是將微機(jī)送來(lái)的弱電信號(hào)變成強(qiáng)電信號(hào)，供給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制繞組電流，從而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)功率本裝置的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用高低壓供橫流斬波電路這種方式在高頻或低頻段工作時(shí)，可使電動(dòng)機(jī)繞組電流最大值保持恒定，根據(jù)主回路電流的變化情況，反復(fù)地接通和關(guān)斷高電壓源，使電流維持在預(yù)定的范圍內(nèi)JWK-15型數(shù)控機(jī)床驅(qū)動(dòng)電路如圖5-2所示，它主要由判頻電路及功放電路組成每個(gè)驅(qū)動(dòng)器配備一套判頻電路，它的作用是當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率高于740步時(shí)，將自動(dòng)把電動(dòng)機(jī)繞組上的電壓由+40V換成+120V，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在高頻運(yùn)行時(shí)具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力矩功放驅(qū)動(dòng)電路由功放電路和定流檢測(cè)控制電路組成，通過(guò)采樣電阻檢測(cè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組的電流，這樣高壓電流重復(fù)地通與斷，使電動(dòng)機(jī)繞組的電流接近一個(gè)平均的恒定電流，增大了電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)鎖定時(shí)，高壓管關(guān)斷，由低壓電源繼續(xù)提供繞組鎮(zhèn)定電流（3）光隔離電路 在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中，脈沖信號(hào)經(jīng)功率放大器后控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)需要的驅(qū)動(dòng)電壓較高，電流較大，如果將輸出信號(hào)與功率放大器直接相連，重者導(dǎo)致計(jì)算機(jī)和接口電路損壞，所以一般在接口電路和功率放大器之間都要接上光隔離電路，光耦合電路如圖5-3所示（4）輔助電路 為了防止機(jī)床行程越界，在機(jī)床上裝有行程控制開(kāi)關(guān)為了防止意外，裝有急停按鈕由于這些開(kāi)關(guān)都安裝在機(jī)床上，距控制箱較近，容易產(chǎn)生電氣干擾，為了避免這種情況發(fā)生，在電路和接口之間實(shí)行光隔離，同時(shí)還設(shè)有報(bào)警電路2 三相晶閘管中頻電源裝置的讀圖晶閘管中頻電源裝置是利用晶閘管把50HZ的工頻電流變?yōu)橹蓄l電流，中頻電流流過(guò)加熱爐的感應(yīng)器，從而加熱和熔化爐料（1） 主電路KGPS100-1中頻電源裝置的主電路原理圖如圖5-4所示該電路由整流和逆變兩部分組成經(jīng)過(guò)全控整流后的直流電經(jīng)電感濾波后送給逆變器，逆變器的輸出端接負(fù)載，輸出頻率由LC并聯(lián)振蕩器的諧振頻率f0決定，輸出功率可以通過(guò)調(diào)節(jié)整流觸發(fā)角來(lái)改變整流輸出電壓，以達(dá)到調(diào)整功率的目的 1)整流電路 380V工頻電網(wǎng)電壓經(jīng)低壓斷路器QF接觸器KM1為線路供電，晶閘管VT1VT6接成三相橋式全控整流電路；在電源輸入端接入由CR組成的阻容吸收裝置FRC及由硒堆組成的過(guò)電壓保護(hù)裝置FV，以避免電網(wǎng)中出現(xiàn)的操作過(guò)電壓和其它故障可能產(chǎn)生的浪涌電壓危害晶閘管；每個(gè)晶閘管都串有空心電感器電阻電容及快速熔斷器組成晶閘管保護(hù)線路，限制電流上升率；電路中的整流電流通過(guò)分流器RD檢測(cè)，經(jīng)電感Ld濾波；Rp是引流電阻，其通斷由接觸器KP3控制；另外，交流電源線上裝有兩組電流互感器TA1TA2，用于電路的截流和過(guò)電流保護(hù)2） 逆變電路 逆變橋由晶閘管VT7VT10組成每個(gè)晶閘管均串有空心電感以限制晶閘管導(dǎo)通時(shí)的電流上升率感應(yīng)加熱爐EH為逆變橋的負(fù)載，由電容C補(bǔ)償所需要的無(wú)功功率電容CQ電感LQ及晶閘管VT11構(gòu)成起動(dòng)電路中頻電流互感器TA3中頻電壓互感器TV用以檢測(cè)逆變器的中頻電流和電壓電流互感器TA4所檢測(cè)的信號(hào)用作自動(dòng)調(diào)頻用 （2）控制電路1）整流觸發(fā)電路 其框圖如圖5-5所示從同步信號(hào)電源變壓器1輸出的同步信號(hào)經(jīng)阻容移相電路2a2b2c后滯后，其滯后的波形送至脈沖形成級(jí)4a4b4c，可通過(guò)改變移相控制端電壓來(lái)改變觸發(fā)脈沖控制角，輸出的矩形脈沖再經(jīng)微分電路后產(chǎn)生一負(fù)尖脈沖送至雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，輸出得到六路單脈沖，這六路單脈沖經(jīng)過(guò)雙脈沖形成級(jí)7a7b行程六路雙脈沖送至脈沖功放級(jí)8a8f進(jìn)行功率放大，放大后的脈沖經(jīng)變壓器加到晶閘管上2）逆變觸發(fā)電路 其框圖如圖5-6所示為了實(shí)現(xiàn)頻率的自動(dòng)跟蹤，逆變觸發(fā)電路采取自激工作方式，自激信號(hào)來(lái)自負(fù)載端，通過(guò)電流互感器及電壓互感器檢測(cè)出負(fù)載端電壓及電流信號(hào)，經(jīng)調(diào)頻電路進(jìn)行合成得到調(diào)頻信號(hào)，輸入到方波變換器變成兩組互差180的方波輸出，經(jīng)微分電路后產(chǎn)成尖脈沖，送至雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路形成兩組互差180的矩形脈沖，經(jīng)脈沖功率放大級(jí)進(jìn)行功率放大，然后經(jīng)脈沖變壓器加到逆變晶閘管上（3）過(guò)電流過(guò)電壓保護(hù)電路 由電流電壓檢測(cè)電路檢測(cè)到的電流電壓信號(hào)經(jīng)整流濾波后，與給定信號(hào)比較，當(dāng)檢測(cè)信號(hào)超過(guò)預(yù)先設(shè)定值時(shí)裝置中的過(guò)電流過(guò)電壓保護(hù)電路工作，把移相控制端電壓降為0V，使整流觸發(fā)脈沖控制角自動(dòng)移到150，三相全控整流橋自動(dòng)由整流區(qū)快速拉到逆變區(qū)，把電感中的能量饋送到電網(wǎng)中去，從而切斷整個(gè)電路，電表讀數(shù)快速回零，以避免事故發(fā)生過(guò)電流過(guò)電壓的數(shù)值設(shè)定可通過(guò)調(diào)節(jié)電位器2RP1 2RP4分別給定（見(jiàn)附圖1）（4）截電流截電壓電路由于感應(yīng)加熱工作過(guò)程中電路參數(shù)變化很大，有時(shí)雖然電流電壓超過(guò)允許值，但并不意味著設(shè)備一定出了故障，而是電路參數(shù)變化過(guò)大所致，只要限制此時(shí)的電流電壓不超過(guò)允許值，設(shè)備仍能正常工作為此設(shè)置了截電流截電壓電路當(dāng)電流電壓檢測(cè)電路檢測(cè)到的電流電壓信號(hào)超過(guò)預(yù)先設(shè)定的截電流截電壓信號(hào)時(shí)，控制板上的截電流截電壓指示燈就亮，裝置中的截電流截電壓電路就工作，通過(guò)改變移相控制電壓，自動(dòng)把整流觸發(fā)脈沖控制角后移，使三相全控整流橋的輸出電壓降低，從而使主機(jī)工作電流電壓自動(dòng)下降，直至降到截電流截電壓設(shè)置值，其數(shù)值可通過(guò)調(diào)節(jié)電位器2RP3和2RP5來(lái)分別給定（見(jiàn)附圖）（5）集成電路觸發(fā)器由于分立元件組成的觸發(fā)電路，線路復(fù)雜且使用元件多，而集成觸發(fā)器性能可靠功率低體積小，已在晶閘管電路中大量使用下面介紹幾種常用的KC系列集成電路觸發(fā)器1） KC04晶閘管移相觸發(fā)器 KC04電路的原理圖如5-7所示，點(diǎn)化線框內(nèi)為集成電路V1V4組成同步檢測(cè)環(huán)節(jié)端子78輸入同步電壓ut，經(jīng)限流電阻R4加到V1V2基極Ut正半周時(shí)，V1導(dǎo)通，V2V3截止，m點(diǎn)低電平，n點(diǎn)高電平；Ut負(fù)半周時(shí)，V1截止，V2V3導(dǎo)通，m點(diǎn)高電平，n點(diǎn)低電平V6V7組成與門(mén)電路，只要mn兩點(diǎn)有一處是低電平，就將Ub4嵌位在低電平，V4截止只有在同步電壓過(guò)零時(shí)刻，V1V2V3都截止，mn兩點(diǎn)都是高電平，V4飽和導(dǎo)通V4截止時(shí)，積分電容C1充電形成鋸齒波V4導(dǎo)通時(shí)，C1放電形成鋸齒波回程電壓積分電路C1接在V5的集電極，它是電容負(fù)反饋的鋸齒波發(fā)生器在V4截止期間，鋸齒波上升 段開(kāi)始形成，15V電源經(jīng)R10R6RP向電容C1充電，V5的集電極電位逐漸升高，基極電位有所下降，V5從飽和區(qū)過(guò)渡到放大區(qū)，集電極電流逐漸下降，雖然流經(jīng)R10的電流逐漸減少，但經(jīng)C1R6RP的電流基本恒定，集電極電位線性增大鋸齒波的斜率決定于R6RPC1，PR是調(diào)整斜率用的電位器V5是鋸齒波形成環(huán)節(jié)鋸齒波電壓Uc5經(jīng)過(guò)R3，偏移電壓Up經(jīng)過(guò)R1，控制電壓Uk經(jīng)過(guò)R2在V6的基極并聯(lián)綜合，當(dāng)V6基極電壓達(dá)0.7V時(shí)，V6導(dǎo)通不改變Uc5Up，讓Uk變動(dòng)，V6導(dǎo)通時(shí)刻隨之變動(dòng)，即脈沖可前后移動(dòng)V6UpUk是脈沖移相環(huán)節(jié)V6截止時(shí)，C2經(jīng)+15V電源，經(jīng)R11R7的基極結(jié)充電，V7導(dǎo)通，C2的極性是左正右負(fù)V6導(dǎo)通，C2發(fā)出脈沖信號(hào)輸入到V7基極，V7截止以后C2經(jīng)+15V電源，R8和V7反向充電，當(dāng)電容電壓使V7基極電壓大于0.7V時(shí)，V7又導(dǎo)通V7截止期間，在集電極得到一定寬度的移相脈沖，在同步電壓的正負(fù)半周都產(chǎn)生一個(gè)相隔180的脈沖，其寬度由放電時(shí)間常數(shù)C2*R8決定V7是脈沖形成環(huán)節(jié) V7每周期輸出的兩個(gè)脈沖，經(jīng)脈沖選擇環(huán)節(jié)V8和V12，分別截去負(fù)半周和正半周的脈沖V8基極經(jīng)穩(wěn)亞管接m點(diǎn)M點(diǎn)在同步電壓正半周是低電平，V8截止，功放級(jí)V9V10V11半周時(shí)，端子15輸出脈沖各點(diǎn)波形如圖5-8所示端子1314是提供脈沖列調(diào)制和封鎖脈沖端的控制端2）KC41C六路雙脈沖形成器 KC41C六路雙脈沖形成器是三相全控橋式觸發(fā)電路中必備組件KC41C的內(nèi)部原理如圖59所示，16端輸入三塊KC04來(lái)的6個(gè)脈沖，每個(gè)脈沖由二極管送給本相和前相，再由六路晶體管放大輸出 V7是電子開(kāi)關(guān)，當(dāng)控制端7接低電平時(shí)，V7截止，各路有輸出脈沖7端接高電平時(shí)，V7導(dǎo)通，將各電路輸出每沖接地，無(wú)輸出脈沖各點(diǎn)波形如圖510所示用兩塊KC41C，使其對(duì)應(yīng)的輸入端并聯(lián)，兩個(gè)控制端7分別作為正反組控制端這樣可以組成三相全控橋邏輯無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng)的觸發(fā)器2） KC42脈沖系列調(diào)制形成器 在大功率晶閘管觸發(fā)電路中，為了減小脈沖變壓器的體積，提高脈沖前沿的陡度，常常采用脈沖列觸發(fā)電路KC42就是脈沖列調(diào)制電路其原理圖如圖511所示下面以三相全控橋式電路為例以介紹 來(lái)自三塊KC04觸發(fā)起13號(hào)端子的觸發(fā)脈沖信號(hào)，分別送入KC42的2412端V1V2V3構(gòu)成與非門(mén)電路只要任何一個(gè)觸發(fā)器有輸出，S點(diǎn)就是低電平，V4截止，使V6V5V8組成的環(huán)形振蕩器起振否則，S點(diǎn)高電平，V4導(dǎo)通，環(huán)形振蕩器停振端子10及經(jīng)V7整形放大由端子8輸出的波形如圖5-12所示振蕩周期T=T1+T2，其中T1=0.639R1C1；T2=0.639C2R1R2/（R1+R2）振蕩頻率f=1/TKC42調(diào)制脈沖頻率為510kHz調(diào)節(jié)R1R2C1C2值可改變頻率；調(diào)節(jié)R1R2比例可改變調(diào)制頻率的占空比3） KCZ6集成化六脈沖觸發(fā)組件 集成化六脈沖觸發(fā)組件原理如圖5-13所示每相同步電壓經(jīng)RCT型網(wǎng)絡(luò)濾波，約移相30電位器RP5RP6RP7微調(diào)各相同步電壓的相位，保證六相脈沖間隔均勻同步電壓取30V左右，電流限制在23Ma同步電壓輸入后，在KC04電路端子4形成100Hz的鋸齒波偏移電壓Up調(diào)好后，改變Uk就可以在端子13得到移相的一定寬度的觸發(fā)脈沖將三塊KC04輸出的觸發(fā)脈沖 ，送到KC42的輸入端2412，調(diào)制成510kHz脈沖列，再?gòu)妮敵龆?送到三塊KC04的端子14這時(shí)，KC04的輸出端115輸出調(diào)制了的觸發(fā)脈沖三塊觸發(fā)器的6個(gè)輸出脈沖，送到KC41的16輸出端KC41輸出端1015是按后相給前相補(bǔ)脈沖的規(guī)律，經(jīng)V1V6放大，可輸出驅(qū)動(dòng)電流為300600mA的雙窄脈沖列各點(diǎn)波形如圖5-14所示P是KC04的各輸出端子的波形；A6A12是KCZ6輸出端子波形調(diào)節(jié)每相的RC數(shù)值，可以改變觸發(fā)脈沖寬度調(diào)節(jié)RP2RP3RP4可以改變鋸齒波斜率為了使脈沖變壓器在脈沖間斷時(shí)去掉剩磁，穩(wěn)壓管要選合適的擊穿電壓，使脈沖變壓器反電動(dòng)勢(shì)建立一定值之后短路，去掉剩磁KC系列晶閘管觸發(fā)電路種類繁多，不能一一介紹，其他的電路應(yīng)用可參閱產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)3高頻電源裝置讀圖（1） 在感應(yīng)加熱的工業(yè)應(yīng)用中，除鋼質(zhì)工件表面淬火外，高頻感應(yīng)廣泛應(yīng)用于特種合金熔煉半導(dǎo)體提純焊接等生產(chǎn)領(lǐng)域中 GP-100C3型高頻設(shè)備電路原理如圖5-15所示它有工頻電源輸入電路高壓整流電路高頻振蕩電路燈絲供電電路測(cè)量電路控制保護(hù)電路六部分組成1） 工頻電源輸入電路 如圖5-15a所示，該工頻電源輸入端接有兩級(jí)LB-300型電源濾波器，它保證工頻電源順利輸入高頻設(shè)備，而阻止高頻設(shè)備產(chǎn)生的信號(hào)通過(guò)工頻電網(wǎng)饋送到高頻設(shè)備機(jī)房以外的電器上去，從而保證了其他電子設(shè)備的正常運(yùn)行2） 高壓整流電路 該電路由整流變壓器T3電子管V1V7及整流控制電路組成工作中，由高壓整流電路供給振蕩管的電壓如圖5-15b所示，電子管V1V2V3V7接成零電位管，其柵極與陰極連接在一起，V4V5V6的柵壓可控電子管V4V5V6截止時(shí)，V7導(dǎo)通，形成三相半波整流電路，輸出半高壓直流電壓V4V5V6開(kāi)放時(shí)，V7承受反壓截止，隨著可控電子管起燃點(diǎn)的變化，輸出電壓可以從半高壓至全壓調(diào)節(jié)變壓器T4與R8R9C6C7組成移相電路向V4V5V6提供交流柵極控制電壓，二極管VD1VD2構(gòu)成全波整流電路提供柵極控制電壓中的固定負(fù)柵偏壓自耦調(diào)壓器T7通過(guò)整流變壓器T5，經(jīng)單相橋式整流電路提供柵極控制電壓中的可變柵極電壓，轉(zhuǎn)動(dòng)自耦調(diào)壓器的手柄，可改變柵極控制電壓的幅度，從而改變電子管的起燃點(diǎn)，調(diào)節(jié)整流輸出電壓3）高頻振蕩電路 如圖5-15b所示，電子管V8采用并聯(lián)供電方式隔直輸出電容C11把振蕩電路與振蕩管陽(yáng)極直流高壓隔開(kāi)，使振蕩賄賂直流電位為零振蕩器的基本電路是電容三點(diǎn)式與變壓器反饋式振蕩電路的復(fù)合方式，由于變壓器兩線圈L6L7的耦合系數(shù)可以調(diào)節(jié)，所以總反饋電壓在一定范圍內(nèi)可以調(diào) 在實(shí)際應(yīng)用中，高頻振蕩器存在著防止寄生振蕩和起停振控制的問(wèn)題為此，電路中采取了相應(yīng)的措施，分別介紹如下1 寄生振蕩的產(chǎn)生及危害 在實(shí)際電路中，由于電子管的極間電容非振蕩回路一些其它元件或陽(yáng)極引線的分布電容引線電感等寄生參數(shù)與電子管組成了振蕩電路 ，產(chǎn)生非工作頻率的振蕩，這使很大一部分功率消耗在該電路的元件上，造成振動(dòng)器不能正常工作，還會(huì)使一些元件和電子管過(guò)熱燒毀，因此需采取措施防止產(chǎn)生寄生振蕩2 防止寄生振蕩的措施 防止寄生振蕩產(chǎn)生的原則是破壞寄生自激振蕩的條件本電路中采取了三個(gè)措施 A 在電子管陽(yáng)極和柵極各串一個(gè)很大的無(wú)感電阻R14和R15，并分別并聯(lián)電感l(wèi)2L3感抗很大使寄生超高頻電流無(wú)法建立B 在振蕩管柵-陰極間跨接一個(gè)小電容C15，對(duì)于工作頻率而言，C15的容抗很大，相當(dāng)于開(kāi)路，對(duì)于超高頻寄生振蕩，C15容抗很小，起到了高頻旁路和移相的作用，從而破壞了寄生振蕩的振幅平衡條件和相位平衡條件C 將可能一起正反饋的各元件或引線遠(yuǎn)離且互相垂直放置，以減少它們的耦合，破壞其振幅平衡條件3 起停振控制電路 大功率振動(dòng)器的起停振不宜用切斷陽(yáng)極高電壓的方法來(lái)控制GP-100C3高頻振蕩電路中采用柵極控制的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)振動(dòng)器的起振和停振如圖5-15a所示，m點(diǎn)由鐵磁飽和變壓器供電，它對(duì)地之間的交流電壓約1000v，通過(guò)二極管VD7VD10半波整流使電容C20峰值充電，由于C20正端接地，其負(fù)端電壓可達(dá)1000v以上停振時(shí)，這個(gè)負(fù)壓經(jīng)限流電阻R19接觸器KM3的常閉觸點(diǎn)及柵極電阻R16等與振蕩管柵極相通，給振蕩柵極加上了遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于振蕩管截止柵壓的負(fù)電壓，因而振蕩管截止，振蕩器停振要求起振時(shí)，接觸器KM3動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷了迫使振蕩管截止的負(fù)柵壓；其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通了振蕩管自給柵偏壓電路，振蕩管立刻起振 二極管VD7VD10并聯(lián)了均壓電阻R21R24；為抑制浪涌電壓，還并聯(lián)了電容器C22C254）燈絲供電電路 振蕩管與閘流管燈絲電壓波動(dòng)會(huì)一起設(shè)備輸出功率的急劇變化，并嚴(yán)重影響管子的壽命，因此必須專門(mén)考慮燈絲供電電路的穩(wěn)壓為題GP-100C3型高頻設(shè)備中應(yīng)用了鐵磁飽和式穩(wěn)壓器來(lái)穩(wěn)定燈絲電壓鐵磁飽和式穩(wěn)壓器的基本結(jié)構(gòu)與變壓器相似，由硅鋼片疊成二心柱式鐵心，兩個(gè)心柱12的橫截面積S1S2不相等，S1約為S2的兩倍心柱1上繞一次線圈W1，接電源；心柱2上繞二次線圈W2接燈絲，其結(jié)構(gòu)如圖5-16所示心柱1工作在磁化曲線的為飽和段，而心柱2工作在磁化曲線的飽和段當(dāng)一次線圈W1接上額定電壓U1時(shí)，心柱1的磁通與電源電壓成正比，此磁通一部分通過(guò)心柱2而閉合，使心柱2飽和，其余部分（漏磁通）則通過(guò)空氣而閉合當(dāng)電源電壓波動(dòng)時(shí)，心柱2中的磁通變化幅度很小，故二次線圈W2的端電壓U2變化很小，起到穩(wěn)壓作用為了進(jìn)一步提高穩(wěn)壓性能，實(shí)際使用的鐵磁飽和式穩(wěn)壓器在心柱1上加繞雜數(shù)較少的補(bǔ)償線圈W2，它與二次線圈W2反極性串聯(lián)，故輸出電壓U=u2-U因?yàn)閃2的磁通不飽和，U2與外加電源電壓成正比，適當(dāng)?shù)陌才臰2與W2的雜數(shù)比，如圖5-16所示，使u2隨u1變化的斜率與u2飽和段隨u1變化的斜率相同，則實(shí)際輸出電壓U2為u2與u2之差，在U1 U2之間近似為一常數(shù)，輸出電壓就更加穩(wěn)定另外，心柱2上還繞有諧振線圈Wc，當(dāng)Wc接上電容C1并使線圈電感和電容的參數(shù)匹配，使之在電源頻率50Hz下發(fā)生諧振時(shí)，線圈內(nèi)便產(chǎn)生很大的諧振電路（LC串聯(lián)諧振）由于二次線圈W2和諧振線圈Wc套在一起，彼此互感很大，諧振電流產(chǎn)生的磁通在二次線圈W2中感應(yīng)出一個(gè)相當(dāng)數(shù)量的附加電動(dòng)勢(shì)，所以加接電容后使輸出電壓u2有很大增加，同時(shí)也大大地改善了穩(wěn)壓器的功率因數(shù)在圖5-15所示電路中，鐵磁飽和式穩(wěn)壓器的DF端接交流電壓，PQ端向F-433S振蕩管提供的燈絲電壓，JK端通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1向閘流管燈絲變壓器共給穩(wěn)定電壓E端接地諧振電容器C1接在eM端點(diǎn)上，M同時(shí)輸出約1000v的交流電壓供給柵極負(fù)電壓整流器，在C20上行程1000v以上的直流負(fù)電壓供振蕩管停振時(shí)作截止負(fù)柵壓用5）測(cè)量電路 為了監(jiān)控電路的工作情況，GP-100C3型高頻設(shè)備里還設(shè)置了5塊測(cè)量?jī)x表，他們是高壓直流電壓表KV1高頻交流電壓表KV2振蕩管燈絲電壓表V振蕩管陽(yáng)極電流表A1振蕩管柵極電流表A2.線面對(duì)高頻交流電壓表電路略作解釋高頻交流電壓經(jīng)電容C16C17分壓后，再經(jīng)二極管VD2進(jìn)行半波整流，對(duì)電容C18進(jìn)行峰值充電，由磁電式儀表KV2進(jìn)行測(cè)量為了保證電容分壓器的正常工作，C17的負(fù)載必須對(duì)稱，因此由二極管VD13電容C19電阻R18形成C17所需的對(duì)稱的負(fù)半波電路6）控制保護(hù)電路 為了保障設(shè)備的正常使用，避免故障發(fā)生，高頻電源的控制電路必須滿足以下要求1設(shè)備各單元應(yīng)按一定順序投入運(yùn)行如必須在閘流管振蕩管燈絲預(yù)熱之后，再加高壓電源；然后才能接通感應(yīng)加熱電路等2對(duì)人身安全及設(shè)備的正常運(yùn)行必須由可靠保護(hù)如所有機(jī)門(mén)關(guān)閉振蕩管陽(yáng)極通上冷卻水后，才允許接通高壓電源，當(dāng)水壓不足或水溫過(guò)高時(shí)，要自動(dòng)切斷高壓電源3晶閘管及振蕩管的燈絲分檔供電，在不切斷直流高壓電源的情況下，能方便地進(jìn)行加熱和停止加熱，根據(jù)產(chǎn)品批量的大小，可進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)操作7） 本設(shè)備中的保護(hù)措施1過(guò)電流保護(hù) 設(shè)備的過(guò)電流保護(hù)由圖5-15a所示的交流接觸器附屬的過(guò)電流繼電器KA1來(lái)實(shí)現(xiàn)振蕩管陽(yáng)極電流的過(guò)載則由圖5-15b所示的過(guò)電流繼電器KA2來(lái)保護(hù)，當(dāng)出現(xiàn)設(shè)備過(guò)電流或振蕩管過(guò)載時(shí)，相應(yīng)的過(guò)電流繼電器動(dòng)作，斷開(kāi)電源接觸器線圈電路，KM斷電釋放，切斷交流電源2水壓保護(hù) 高頻電爐中水路系統(tǒng)非常重要，為保證設(shè)備運(yùn)行時(shí)有足夠的水壓，設(shè)有水壓繼電器進(jìn)行水壓保護(hù)，水壓過(guò)低時(shí)，水壓繼電器斷開(kāi)其觸點(diǎn)KP，使整個(gè)控制系統(tǒng)全部斷電，設(shè)備與電網(wǎng)隔離，從而保障了設(shè)備安全3水溫保護(hù) 有時(shí)水壓雖高，但因水路堵塞，或因振蕩管陽(yáng)極損耗過(guò)大，使冷卻水溫太高，當(dāng)達(dá)到58時(shí)，圖5-15所示的水銀觸點(diǎn)KT1接通，靈敏繼電器K4線圈通電，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)高壓操作電路，使振蕩管免除被損壞的危險(xiǎn)4連鎖保護(hù) 由于高頻設(shè)備內(nèi)部的高電壓會(huì)給接近設(shè)備的人員帶來(lái)危害，因此門(mén)上設(shè)有連鎖保護(hù)開(kāi)關(guān)當(dāng)門(mén)打開(kāi)時(shí)，門(mén)連鎖開(kāi)關(guān)S1S2S3觸點(diǎn)斷開(kāi)，電源接觸器KM線圈斷電釋放，切斷交流高壓，從而保證操作維修人員的人身安全5其它保護(hù) 為避免振蕩管燈絲因感應(yīng)高頻電壓而燒壞，因此接上了電容C32C33另外，在柵極回路中，還裝有熔斷器FU6，以避免電流過(guò)大而燒壞管子（2）晶體管高頻電源裝置 靜電晶體管高頻電源原理圖如圖5-17所示KP1KP6組成三相全控橋式整流電路，ud經(jīng)ClCh濾波送到由四只靜電晶體管SIT1SIT4（也可以用IGBT或MOSEFET）組成的逆變橋上，四只靜電晶體管由四片驅(qū)動(dòng)模塊A1A4驅(qū)動(dòng)第一個(gè)半波SIT1SIT3導(dǎo)通，第二個(gè)半波SIT2SIT4導(dǎo)通，負(fù)載上即得到交變電壓與電流電路形式與中頻晶閘管逆變橋相似，高頻電壓互感器HCPT從負(fù)載L得到高頻信號(hào)，送入振蕩頻率控制回路，經(jīng)控制脈沖選通回路發(fā)出選通脈沖in1in4，送入驅(qū)動(dòng)模塊的A1A4輸入端，形成自激振蕩的閉合回路應(yīng)用IGBT或MOSFET的電路形式如圖5-17所示，將IGBT或MOSEFET替換SIT即可，SIT的頻率高于IGBT，MOSFET比SIT的速度快，更適用于較高頻率一般來(lái)說(shuō)，IGBT適用于850kHz頻率范圍，SIT適用于50200kHz，MOSFET適用于50400kHz，功率等級(jí):MOSFET適用于100kW以下的高頻電源，SIT適用于350kW以下的電源，而IGBT適用于數(shù)千千瓦的電源二 相關(guān)知識(shí)1數(shù)控系統(tǒng)的基本原理（1） 數(shù)控系統(tǒng)的組成 數(shù)控系統(tǒng)由數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)和測(cè)量反饋裝置組成1） 數(shù)控裝置 數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心，一般由輸入裝置存儲(chǔ)器控制器運(yùn)算器和輸出裝置組成，它接收從機(jī)床輸入裝置（軟盤(pán)光盤(pán)紙帶閱讀機(jī)等）送來(lái)的控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)輸入緩存譯碼寄存運(yùn)算存儲(chǔ)等轉(zhuǎn)變成控制指令直接或通過(guò)可編程控制器（PLC）對(duì)伺服系統(tǒng)進(jìn)行控制整個(gè)系統(tǒng)的可靠性主要取決于數(shù)控裝置2） 伺服系統(tǒng) 它是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部分，包括伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件其作用就是把來(lái)自數(shù)控裝置的各種指令（脈沖信號(hào)），轉(zhuǎn)換成機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)的精度與快速性主要取決于伺服系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，常用的伺服驅(qū)動(dòng)元件有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)液壓馬達(dá)和大慣量直流電動(dòng)機(jī)交流伺服電動(dòng)機(jī)等3） 測(cè)量反饋裝置 測(cè)量反饋裝置的作用是將機(jī)床的實(shí)際位置速度以及當(dāng)前的環(huán)境（如溫度振動(dòng)等）參數(shù)加以檢測(cè)，并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)送入數(shù)控裝置，構(gòu)成半閉環(huán)或 閉環(huán)系統(tǒng)，補(bǔ)償執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)誤差，以達(dá)到提高運(yùn)動(dòng)精度的目的常用的測(cè)量元件有脈沖編碼器旋轉(zhuǎn)變壓器感應(yīng)同步尺光柵尺磁尺等（2） 數(shù)控系統(tǒng)控制方式及原理機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的控制對(duì)象是機(jī)床的移動(dòng)部件（如工作臺(tái)刀架等），控制量是移動(dòng)部件的位置（角度）和速度，控制信號(hào)是數(shù)控裝置的脈沖，控制的作用在于驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)的快速準(zhǔn)確高效地進(jìn)給脈沖而移動(dòng)根據(jù)伺服系統(tǒng)可以分為開(kāi)環(huán)半閉環(huán)控制和閉環(huán)控制1）開(kāi)環(huán)控制 開(kāi)環(huán)控制只有從指令位置輸出的通道控制，但沒(méi)有測(cè)量實(shí)際位置的反饋通道，在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)中較廣泛使用的是采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)由于他結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，所以控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn)和調(diào)試都比較容易但在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)控制中，伺服執(zhí)行元件對(duì)每個(gè)指令脈沖的控制進(jìn)給誤差，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中齒距螺距的誤差及傳動(dòng)鏈中的間隙等，都直接影響控制精度，也得不到完全的補(bǔ)償，因此開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)使用于精度要求不高的控制系統(tǒng)中 如圖518所示為數(shù)控機(jī)床中較為簡(jiǎn)單的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，其數(shù)控裝置的控制流程是單向的，它對(duì)機(jī)床移動(dòng)部件的實(shí)際位置不檢測(cè)，因此，其加工精度完全取決于伺服系統(tǒng)的性能 在開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)中，輸入信號(hào)進(jìn)入數(shù)控裝置，經(jīng)數(shù)控裝置運(yùn)算后分配出指令脈沖，通過(guò)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)他驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)2） 半閉環(huán)控制 半閉環(huán)控制系統(tǒng)不但有指令控制通道，而且有檢測(cè)元件給出的反饋控制通道，檢測(cè)元件安裝在絲杠軸或電動(dòng)機(jī)軸上，檢測(cè)出角位移后，根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸的實(shí)際位移，以偏差值實(shí)現(xiàn)位置控制此系統(tǒng)由于檢測(cè)元件檢測(cè)的不包含從旋轉(zhuǎn)到工作臺(tái)之間的傳動(dòng)鏈的誤差，因此，這種控制系統(tǒng)稱為半閉環(huán)控制系統(tǒng)如圖519所示為半閉環(huán)控制的組成原理圖其主要部件有指令信號(hào)位置偏差比較環(huán)節(jié)伺服放大器伺服電動(dòng)機(jī)和檢測(cè)元件等在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，數(shù)控裝置輸出的指令信號(hào)與檢測(cè)元件所得的反饋信號(hào)通過(guò)比較環(huán)節(jié)得到的偏差信號(hào)，再經(jīng)過(guò)伺服放大器對(duì)該偏差信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)運(yùn)算以及功率放大，最后驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)推動(dòng)工作臺(tái)向指令位置進(jìn)給 半閉環(huán)控制的伺服系統(tǒng)在性能要求較高的中小型數(shù)控機(jī)床應(yīng)用較多他雖然不能自動(dòng)補(bǔ)償從旋轉(zhuǎn)軸到工作臺(tái)之間的誤差，但因測(cè)量轉(zhuǎn)角比較容易，測(cè)量裝置價(jià)格較低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，因此應(yīng)用較廣泛3) 閉環(huán)控制 閉環(huán)控制與半閉環(huán)控制的原理及方法基本相同在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，要求以工作臺(tái)（或刀架）的最終輸出作為反饋信號(hào)，所以檢測(cè)元件應(yīng)安裝到工作臺(tái)上由于工作臺(tái)實(shí)際位移的測(cè)量精度主要決定于測(cè)量元件的精度，因此需配備諸多光柵磁柵或感應(yīng)同步尺等位置檢測(cè)元件，這類檢測(cè)元件安裝和維護(hù)要求都比較高，因而使整個(gè)系統(tǒng)價(jià)格提高，由于閉環(huán)控制能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，因此其精度比半閉環(huán)控制要高閉環(huán)控制方式優(yōu)點(diǎn)是精度高速度快，其缺點(diǎn)是調(diào)試和維修比較復(fù)雜它使用于大型和精密的數(shù)控機(jī)床閉環(huán)控制的組成原理如圖5-20所示，主要部分有：指令信號(hào)位置偏差比較環(huán)節(jié)伺服放大器伺服電動(dòng)機(jī)和檢測(cè)元件數(shù)控裝置輸出的指令信號(hào)與位置檢測(cè)元件檢測(cè)出的反饋信號(hào)，經(jīng)位置偏差比較環(huán)節(jié)的比較和綜合分析得出位置偏差信號(hào)，經(jīng)伺服放大器對(duì)該偏差信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)運(yùn)算和功率放大，控制伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，直到偏差值消除為止2 （1）可控整流電路單相可控整流電路的缺點(diǎn)是輸出的電壓低，電壓波形脈動(dòng)大，單相負(fù)載影響電網(wǎng)的平衡運(yùn)行因此負(fù)載叫大時(shí)應(yīng)采用三相可控整流電路1）三相半波可控整流電路如圖521所示為三相半波可空整流電路，其波形圖如圖522瑣事三相電壓通過(guò)變壓器加在三只晶閘管及于負(fù)載串聯(lián)的回路上ABC三相分別相差120，波形如圖522a所示三相半控可控整流電路工作時(shí)的波形圖如圖522b所示當(dāng)VT1的正向觸發(fā)脈沖ugl在t1t2間加入的情況從波形圖522b可以看出，在t1t3間A相電位最高，故VT1導(dǎo)通，負(fù)載上得到電壓觸發(fā)電路按三相相序?qū)ΨQ工作，在t3t4間的相應(yīng)時(shí)刻VT2正相觸發(fā)脈沖ug2加入，VT2導(dǎo)通，此時(shí)VT1關(guān)斷由于此時(shí)B相電位高于A相電位和C相電位，VT2導(dǎo)通后就是VT1處于反向陽(yáng)極電壓狀態(tài)，強(qiáng)迫它關(guān)斷同樣，在t5t6間正向觸發(fā)脈沖ug3加入，VT3導(dǎo)通VT2關(guān)斷，在此之后電路工作情況又回到A相電位最高時(shí)刻，如此往復(fù)循環(huán)正向觸發(fā)脈沖只允許在t1以后加入，并要求觸發(fā)脈沖有一定的寬度從以上分析可知，移動(dòng)觸發(fā)脈沖的相位，就可以調(diào)節(jié)輸出電壓的高低其最大移相范圍為150，沒(méi)個(gè)晶閘管最大導(dǎo)通角為120圖522cd畫(huà)出了不同觸發(fā)脈沖相位的輸出電壓波形三相半波整流還可以接成共陽(yáng)極可控整流電路，這種電路接線方式與工陰極電路的主要區(qū)別是三個(gè)晶閘管的方向改變了，三個(gè)陽(yáng)極接在一起2) 三相橋式可控整流電路 三相橋式可控整流電路如圖523所示圖中如果六個(gè)整流元件全采用晶閘管，就成了三相橋式全控整流電路在中等容量整流裝置或不可逆的電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，由于橋式半控整流電路進(jìn)行討論如圖524所示，VT1的觸發(fā)脈沖在t1t2時(shí)加入，此時(shí)VT1導(dǎo)通直到VT2的觸發(fā)脈沖在相應(yīng)時(shí)刻加入，VT2導(dǎo)通，VT1處于反向陽(yáng)極電壓狀態(tài)而關(guān)斷以后，VT3的觸發(fā)脈沖在相應(yīng)時(shí)刻加入，VT3導(dǎo)通，VT2關(guān)斷，以此規(guī)律導(dǎo)通關(guān)斷負(fù)載上直流電壓波形如圖524a所示VT2的觸發(fā)脈沖后移至t2以后加入，VT1先導(dǎo)通，直到線電壓Uac為零時(shí)為止此時(shí)VT1導(dǎo)通直到VT2的觸發(fā)脈沖在相應(yīng)時(shí)刻加入，VT2導(dǎo)通，VT1處于反向陽(yáng)極電壓狀態(tài)而關(guān)斷然后VT2的觸發(fā)脈沖在相應(yīng)時(shí)刻加入，VT2導(dǎo)通，直到線電壓Uba過(guò)零時(shí)VT2自動(dòng)關(guān)斷觸發(fā)脈沖前移，即VT1的觸發(fā)脈沖在0t1時(shí)加入，如果脈沖很窄，此時(shí)VT1導(dǎo)通在t2前，電流通過(guò)負(fù)載VT5流回變壓器2端；在t2以后，電流經(jīng)VT6流回變壓器3端VT2的觸發(fā)脈沖在相應(yīng)時(shí)刻加入，因這時(shí)VT1導(dǎo)通，使VT2仍處于反向陽(yáng)極電壓下，故VT2不導(dǎo)通VT1繼續(xù)導(dǎo)通到A-C相線電壓為零為止以后的相應(yīng)時(shí)刻VT3導(dǎo)通接著導(dǎo)通的是VT2如此輪流下去其波形如圖524c所示觸發(fā)脈沖的加入可采取兩種方法：一種是寬脈沖，使沒(méi)一個(gè)觸發(fā)脈沖寬度大雨60，小于120；另一種是采用雙窄脈沖（脈寬18左右），在觸發(fā)某一晶閘管的同時(shí)，再給前一晶閘管補(bǔ)發(fā)一個(gè)脈沖，作用與寬脈沖一樣，但可減小出發(fā)電路功率和脈沖變壓器體積，因此其應(yīng)用較廣泛3）感性負(fù)載時(shí)的回路 上面兩種整流電路都是在純電阻負(fù)載的理想情況下討論的實(shí)際中真正的純電阻負(fù)載是很少的，較多的是電感性負(fù)載感性負(fù)載特點(diǎn)是電流的變化滯后電壓變化，這就是可能在電源正半周結(jié)束時(shí)陽(yáng)極電流仍大于維持電流，因此使晶閘管久久不斷而破壞了整個(gè)電路的正常工作為此，在感性負(fù)載（或電搞器）之前并聯(lián)一個(gè)二極管，如圖5-25所示這個(gè)二極管為感性負(fù)載提供了一個(gè)放回路，避免了感性負(fù)載的持續(xù)電流流過(guò)晶閘管，保證了晶閘管的正常工作此二極管稱為續(xù)流二極管必須注意：續(xù)流二極管的極性不能接錯(cuò)，否則會(huì)造成短路事故（2）有源逆變電路利用晶閘管電路把直流電變成交流電，這種整流的過(guò)程叫做逆變既可整流又可逆變的晶閘管電路稱為變流器或變流裝置變流器工作在逆變狀態(tài)，交流側(cè)接到固定頻率的交流電源上，通過(guò)變流器把直流電能逆變成交流電能 送到交流電網(wǎng)的叫有源逆變?nèi)缰绷麟妱?dòng)機(jī)可逆調(diào)速，繞線式異步電動(dòng)機(jī)串極調(diào)還，高壓直流輸電都為有源逆變過(guò)程通過(guò)變流器把直流電能變成某一頻率或可調(diào)頻率的交流電能直接供電給負(fù)載的，叫做無(wú)源逆變?nèi)缰蓄l電源，交流電動(dòng)機(jī)變速調(diào)變速，不停電電源等都是無(wú)源逆變1） 三相半波有源逆變器 三相半波有源逆變電路有共陰極和共陽(yáng)極兩種接法，下面以共陰極電路為例進(jìn)行討論 整流狀態(tài)（0a90 三相半波共陰極整流電路如圖5-26所示，負(fù)載是電動(dòng)機(jī)只要在0a90的整流狀態(tài)，UD總是正值，極必是上正下負(fù)，整流電壓瞬時(shí)波形總是面積大于負(fù)面積電流ID從正端流出，流入電動(dòng)機(jī)M整流器將交流電能 變成直流電能供給電動(dòng)機(jī) 逆變狀態(tài)（900aUa|時(shí),V1承受正向電壓繼續(xù)導(dǎo)通,C相負(fù)半交流電通過(guò)VT1送到直流負(fù)載,同時(shí)電抗器儲(chǔ)存磁能.wt2時(shí)刻以后,|ED|Ua|,電抗器防除磁能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),使VT1 繼續(xù)導(dǎo)通.電抗器電感量足夠大,可使主回路的電流繼續(xù).VT1導(dǎo)通120度,直到WT3時(shí)刻觸發(fā)B相晶閘管VT2為止WT3時(shí)刻ubua，VT2導(dǎo)通VT1因承受反相電壓而關(guān)斷B相交流電通過(guò)VT2送到負(fù)載側(cè)，VT2導(dǎo)通120，然后觸發(fā)C相晶閘管VT3，C相導(dǎo)通120，以后依次觸發(fā)，情況同上需指出的是WT3時(shí)刻發(fā)出VT2的觸發(fā)脈沖，由于ED使VT2導(dǎo)通，VT1關(guān)斷若在WT2時(shí)VT2沒(méi)有接到觸發(fā)脈沖，或者B相缺相，VT1將繼續(xù)導(dǎo)通，將A相正半周電壓送到共陰極d點(diǎn)，與電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢(shì)順向串聯(lián)，形成短路，這種情況叫做逆變顛覆或逆變失敗，必須竭力避免逆變運(yùn)行時(shí)，為計(jì)算方便，引入逆變角B=180-A，逆變電壓平均值Ud=-1.17U2cosb.三相半波共陽(yáng)極電路與共陰極電路只是電壓電流方向不同，基本工作原理完全相同三相半波逆變電路接線簡(jiǎn)單，元件少，但性能比三相橋式電路差，變壓器利用率低，只適用于中小容量的可逆系統(tǒng)2） 三相橋式有源逆變電路 三相橋式有源逆變電路和電壓如圖5-28所示，直流側(cè)有足夠大的電感，三相橋式逆變器與整流電路的區(qū)別在于逆變電路中直流側(cè)有與通流方向一致的電勢(shì)源ED，且必須是全控橋三相全控橋工作時(shí)，必須共陰極組共陽(yáng)極組各有一個(gè)元件成對(duì)導(dǎo)通，以構(gòu)成通路，每個(gè)元件導(dǎo)通120，每隔60換相一次，元件導(dǎo)通順序是VT1VT2VT3VT6共陰極組元件VT1VT3VT5自然換相點(diǎn)是135，共陽(yáng)極組元件VT6VT4VT2自然換相點(diǎn)是426，自然換相點(diǎn)向后移180就是該元件的B起算點(diǎn)三相橋式電路相當(dāng)于三相半波共陰極組和共陽(yáng)極組串聯(lián)，因此平均逆變電壓Ud=-2.34U2cosb,比三相半波逆變電壓大一倍為了保證三相橋式逆變電路運(yùn)行時(shí)，能同時(shí)觸發(fā)共陰極組和共陽(yáng)極組各一個(gè)元件，必須用間隔60的雙窄脈沖或雙窄脈沖列觸發(fā)三相橋式逆變電路電壓脈動(dòng)小，變壓器利用率高，晶閘管工作電壓低，電抗器比三相半波電路小，在大中容量可逆系統(tǒng)中廣泛的應(yīng)用3）逆變失敗和逆變角的限制 造成逆變失敗的原因是：觸發(fā)電路不可靠，不能適時(shí)發(fā)出脈沖；交流電源突然斷電缺相；晶閘管質(zhì)量不好等，另一個(gè)原因是逆變角太小電路中的電抗延長(zhǎng)了晶閘管的換相時(shí)間，對(duì)應(yīng)的電角度用重疊角表示同時(shí)晶閘管電流下降到零后有一個(gè)關(guān)斷時(shí)間t對(duì)應(yīng)的角度為再考慮一定的安全裕量角，則為了保證正常換相，最小逆變角一般角度為30-35，觸發(fā)電路中一般設(shè)有最小逆變角保護(hù)，確保不小于3） 可逆電路 在需要他激直流電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)的地方，如可逆扎機(jī)龍門(mén)刨床電梯等，一般采用改變電樞電壓極性的方案由極性相反的兩組變流器給電動(dòng)機(jī)供電，常見(jiàn)的可逆主電路連接方式有反并聯(lián)和交叉連接兩種；從控制方式上可分為有環(huán)流可逆系統(tǒng)和無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng)1 三相橋式反并聯(lián)可逆電路 如圖5-29所示是兩組三相全控橋給他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)供電反并聯(lián)電路左邊是I組，工作在整流狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，機(jī)械特性在第一象限右邊是二組，若工作在整流狀態(tài)，則電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，機(jī)械特性在第三象限采用a=b工作制，又稱為配合控制控制方法是I組工作在整流狀態(tài)，控制角為 a，二組就工作在逆變狀態(tài)，逆變角為b，并且a=b起動(dòng)時(shí)，I組控制角a由90逐漸減少，UD1逐漸增大，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，最后穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)在某一轉(zhuǎn)速，二組逆變角，雖然在逆變區(qū)，但，不滿足逆變條件，處于待逆變狀態(tài)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，首先讓I組工作在逆變狀態(tài)，使電動(dòng)機(jī)電流迅速下降到零，本組逆變結(jié)束，令一組回到整流狀態(tài)，二組處于逆變狀態(tài)，逐漸增大，逐漸減少電動(dòng)機(jī)機(jī)械慣性很大，ED幾乎未變，當(dāng)時(shí)，滿足了二組逆變條件，電動(dòng)機(jī)電流反向，作發(fā)電制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速急劇下降，直至停車2 環(huán)流 直流環(huán)流的產(chǎn)生的原因是整流電壓平均值大于逆變電壓平均值為防止產(chǎn)生環(huán)流，必須滿足，即，