小議直流調速系統故障和處理方法

李云

摘要：隨著科學技術的快速發展，直流調速器也由傳統的模擬控制方式逐漸向數字控制的方式進行轉變，直流調速器的遠程監控以及故障報警等功能十分強大。直流調速器的系統比較復雜，所以直流調速系統出現故障的時候，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。本文針對直流調速系統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：直流調速系統;故障;處理方法

引言：目前直流調速裝置在工業中的應用范圍十分廣泛，很多直流調速裝置都是應用功率半導體器件進行驅動的，系統的結構比較復雜。因此，必須要確保直流調速系統的安全性以及可靠性，這樣才可以對有效地監控整個生產過程以及系統的具體運行狀態。當直流調速系統出現故障的時候，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速器的穩定運行。

一、直流電機的調速方案

常見的直流電機調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節電樞電壓是最常用的一種。這種直流調速器在工作的時候，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節的直流電源，并且提供給直流電機的電樞繞組。如果直流調速器中的脈沖觸發板給可控硅的控制腳提供不同的觸發電壓時，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，直流調速器已經從傳統的模擬控制方式轉變為了數字控制方式，而且遠程監控功能以及故障報警功能也變得日趨強大。因為直流調速器的系統比較復雜，這樣在出現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、直流調速系統常見故障類型及處理方法

（一）給定問題

獨立傳動系統中，給定多為調速電位器。易出現開路故障，會導致高轉速位置以及調節系統的給定電壓都顯示最大值。需要仔細地檢查調速電位器，并且借助萬用表電阻檔有效地測量調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速電位器進行調節，并且對電阻值的變化情況進行觀察測量[3]。通過測量能夠發現，當電位旋鈕進行轉動的時候，阻值也會逐漸發生相應均勻的改變，判斷調速電位器是否處于正常狀態。在通電時，可以使用同樣的方法測量調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的范圍內變化，則能夠說明調速電位器處于正常狀態，反之則是調速電位器出現了故障。現已多選用200萬轉旋轉壽命高精度電位器，從而保障生產的連續性，降低故障率。

大的傳動系統中，給定多由PLC或二級下發，可以通過相應Wincc等軟件監控給定變化情況，綜合考慮各類附加給定情況，及時發現異常，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）觸發及其他電路故障及處理方法

一旦觸發電路出現故障，就會很容易導致觸發脈沖控制角無法進行調控的問題。ACR以及ASR在調速環節充當的是比例積分調節器，使用LM339等作為集成運算的放大器，并且在兩級調節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，在測量輸入電壓的時候通常都是處在零點幾伏這個數值，如果只是簡單地調解為調速電位器，其實是難以觀察出比例積分調節器在輸入電壓時的變化過程的，不過能夠看出比例積分調節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，通過觀察速度調節器的ASR輸入端電壓，能夠發現在進行啟動的時候給定環節存在電壓，特別是將調速電位器進行調節的過程當中，給定電壓發生了細微的變化，不過反饋環節的電壓并沒有發生任何變化。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，排查出是測速發電機或者編碼器存在故障，從而導致了反饋電壓出現丟失的現象[4]。當排除了是速度反饋出現故障之后，只需要將直流調速系統重現進行啟動，就能夠很快恢復到正常的運作狀態。

大功率傳動系統中，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，故障多發生在接線端，可以利用示波器，示波表等監測雙窄脈沖的幅值，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功率過大，造成觸發失敗等問題。同步電壓可通過測量及調速裝置只讀參數判斷，阻容元件可以通過測量電容、電阻的狀態加以判斷。

（三）直流調速裝置報警及故障

直流調速裝置報警功能一般都比較強大和豐富，根據故障信息，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，補償過大，勵磁功率模塊，接觸器，接線母排極端子等部位。

外部故障多與參數設置及相應控制系統有關。

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，故障多出現在相關部位以及連接回路，接地不規范等。

啟動類故障代碼多出現在系統優化過程中，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，電子板或觸發板損壞等。

內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，通訊參數以及不能完全傳輸的部分參數。我們建議參數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速器有無冒煙、短路放炮的問題出現。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速器，這些故障表現出來的現象十分明顯，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。如果沒有出現以上幾種情況，就需要認真地檢查直流調速器是否可以上電，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速器的顯示屏報警條目。如果報警條目上顯示的內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速器的速度給定信號有無出現丟失，只要速度給定信號出現了丟失現象，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容，必須要使用萬用表有效地測量可控硅有無出現被擊穿的現象[5]。比如說，當報警條目類似于勵磁報警這些內容的時候，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：

在工業生產的過程中自動化系統以及電氣傳動系統都得到了廣泛的應用，這些系統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，必須要確保系統的可靠運行，這樣才能將工業生產的效率提高上來。隨著科學技術的不斷發展，應用功率半導體器件進行驅動的調速裝置也得到了很大范圍的應用，直流調速裝置就是其中的一個典型，該調速裝置的系統結構比較復雜，必須要注重運行的安全性以及可靠性。因此，必須要對直流調速系統的故障進行正確的分析，并且制定合理的處理方法，這樣才能對生產過程進行全面的監控。

參考文獻

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

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

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

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

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