《電子技術(shù)應(yīng)用》
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可控硅挖制模塊在直流系統(tǒng)應(yīng)用
摘要: 本文簡要介紹了可控硅控制模塊原理,通過實例介紹了可控硅模塊在直流系統(tǒng)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:可控硅模塊;系統(tǒng)改造可控硅控制模塊是根據(jù)控制系統(tǒng)功能,將可控硅分立元件、觸發(fā)及移相電路、同步控制電路、電流反饋電路、電壓反饋電路等全部功能集成在一個模塊內(nèi),組成具有各種功能的直流控制系統(tǒng)模塊。模塊具有電路簡潔方便、可靠和故障率低等特點,在直流控制系統(tǒng)的組建或改造中得到廣泛應(yīng)用。
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摘要:本文簡要介紹了可控硅控制模塊原理,通過實例介紹了可控硅模塊在直流系統(tǒng)中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:可控硅模塊;系統(tǒng)改造
  可控硅控制模塊是根據(jù)控制系統(tǒng)功能,將可控硅分立元件、觸發(fā)及移相電路、同步控制電路、電流反饋電路、電壓反饋電路等全部功能集成在一個模塊內(nèi),組成具有各種功能的直流控制系統(tǒng)模塊。模塊具有電路簡潔方便、可靠和故障率低等特點,在直流控制系統(tǒng)的組建或改造中得到廣泛應(yīng)用。
一、用可控硅恒壓整流模塊改造西門子伺服系統(tǒng)
  我公司有兩臺美國辛辛那提·米拉克龍公司制造的TC—BAR大型加工中心。其X、Y、Z、W等軸采用德國西門子交流伺服驅(qū)動系統(tǒng),該系統(tǒng)由一個直流電源系統(tǒng)(型號6RA2968-6DV01—2A19)供電。兩臺加工中心經(jīng)常發(fā)生伺服驅(qū)動失?。▓缶?,故障相同,沒有規(guī)律,直至機床無法工作。檢查發(fā)現(xiàn),故障由伺服驅(qū)動器供電的直流電源引起。該電路是西門子早期產(chǎn)品,故障率高,目前已不生產(chǎn)。1997年至2o02年更換3塊主控板,花費近6萬元,訂購周期3個月。因此對其直流電源部分進行改造。
  原直流電源特點:(1)輸入電壓三相380V,額定輸出電壓300V(可調(diào))、額定輸出電流90A,隨負載的變化可調(diào);具有靜態(tài)穩(wěn)定和動態(tài)快速等優(yōu)點。(2)外部連接使能信號和相關(guān)邏輯控制信號。經(jīng)過市場調(diào)查和查閱相關(guān)資料,決定采用國產(chǎn)元件恒壓可控硅整流控制模塊,型號MSZ-HY-320(三相380V320A)組成直流電源系統(tǒng),見圖1。

  三相380V電源經(jīng)快速熔斷器接人模塊的三個交流輸入端子,交流側(cè)采用阻容保護電路,保護模塊內(nèi)部的可控硅;模塊的D型接口接線如圖2所示。給定輸入(10腳)采用積分電路,讓系統(tǒng)的輸出隨積分時間上升而上升,防止突加給定造成的系統(tǒng)嚴重超調(diào);保護電路的K。(過流)、K:(過熱)的常開觸點接至給定的輸入端,一旦系統(tǒng)過熱或過流即鎖定輸入,系統(tǒng)輸出為零,起到模塊保護作用。在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)負載變化較大時,如在廠執(zhí)行G00速度時輸出超調(diào)嚴重(電壓輸出超過350V),造成伺服電路元件損壞。因此,在模塊的輸出端串人一個1.5Q300W的電阻,使系統(tǒng)超調(diào)時產(chǎn)生壓降,保護驅(qū)動器的安全。使用中發(fā)現(xiàn),該電阻對系統(tǒng)的快速性有些影響;但對抑制負載變化、保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行既簡單又可靠。


二、用可控硅控制模塊改造傳統(tǒng)直流拖動系統(tǒng)
  目前國內(nèi)有大量的發(fā)電機一電動機組成的直流拖動系統(tǒng)和由分立元件組成的可控硅直流拖動系統(tǒng)。其中直流發(fā)電機一電動機組占地面積大、能耗高、效率低;而分立元件組成的可控硅直流拖動系統(tǒng)故障率高、可靠性差??煽毓杩刂颇K集成了可控硅整流元件、觸發(fā)及移相電路、同步控制電路、電流反饋電路、電壓反饋電路等,同時還引出了速度反饋接口。
  可根據(jù)系統(tǒng)性能要求,選配相應(yīng)的可控硅控制模塊和外圍電路;經(jīng)簡單調(diào)試,即可組成具有較高性能、運行可靠的直流拖動系統(tǒng)。
1.俄羅斯龍門銑直流拖動系統(tǒng)改造
  該機床是俄羅斯20世紀90年代早期產(chǎn)品,有四個直流電動機。其中工作臺電機(電樞220V,75A;勵磁220V,實際是固定他勵110V),其余3個銑削頭電機(電樞220V,17A;勵磁220V,實際是固定他勵110V),由于系統(tǒng)運行十幾年,故障日漸增多。
  根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)要求,確定改造方案。(1)保留原來機械傳動部件和所有直流電動機;(2)采用直流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。選用可控硅雙閉環(huán)直流控制系統(tǒng)模塊(MSZ—ZLTS一200和MSZ-ZLTS-55)組成兩個直流驅(qū)動系統(tǒng)。為改善輕載和低速性能增加兩個平波電抗器,為實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)增加四個(每套二個)直流接觸器,增加中間繼電器作為邏輯信號控制;轉(zhuǎn)速反饋信號經(jīng)整流橋整流接人相應(yīng)端子,解決正反轉(zhuǎn)信號易混亂問題。可控硅控制模塊輸入和輸出均裝置快速熔斷器作過流和短路保護。
  該系統(tǒng)接線安裝容易、調(diào)試簡單,總的改造費用1.2萬元;從改造方案設(shè)計至系統(tǒng)安裝調(diào)試共一個半月。系統(tǒng)運行后未發(fā)現(xiàn)故障。
2.雙立柱鏜床直流驅(qū)動系統(tǒng)改造
  雙立柱鏜床的工作臺和兩立柱的移動分別由三個獨立的直流驅(qū)動器控制,驅(qū)動電機4kW、220V磁220V。
  改造方案:電樞控制采用可控硅直流雙閉環(huán)控制模塊,擬用勵磁反向的辦法控制系統(tǒng)的正反轉(zhuǎn)調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn),利用兩個繼電器切換正反轉(zhuǎn)時很容易失磁造成飛車。因此,用二極管整流固定勵磁;用兩個接觸器實現(xiàn)系統(tǒng)的正反轉(zhuǎn)。系統(tǒng)改造后,運行1年多基本無故障。
三、結(jié)論
  綜上所述,可控硅整流(恒壓、恒流、恒流恒壓)模塊可組成各種性能不同的可控硅整流電源例如用于電瓶充電器,代替各種伺服驅(qū)動器的直流電源部分等;可控硅直流雙閉環(huán)控制模塊.可組成簡單可靠的可控硅直流雙閉環(huán)系統(tǒng),或在設(shè)備改造中取代占地面積大、能耗高、效率低的直流發(fā)電機一電動機組;同時可取代分立元件組成的可控硅直流雙閉環(huán)系統(tǒng)。可控硅智能控制模塊可用于交流電動機的軟啟動等。

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