1、1. 直流调速器电路原理分析：主电路调速器的主电路采用了先交流调压后整流的电路形式，先用双向晶闸管 V1 对输入交流电压进行调节，再由 P4 桥式整流电路对调节后的电压进行整流，供直流电机电枢绕组 A1、A2 端子的供电；励磁电源，则由 P1 对交流 220V 直接整流后，供 F1、F2 励磁线圈端子。在电源输入回路中串联了 4A 保险管，起到对双向晶闸管 V1 的第二重（第一重保护由 N3、N4 完成）过载与短路保护。R1、C2 并联在晶闸管的T1、T2 两端，吸收有害尖峰电压能量，对晶闸管起到过压保护作用。同步、移相和触发电路由 U1、N1、N2、V2 等电路组成。P2、U1构成同步电压信
2、号采样电路，R5、R6 对输入 220V 交流电压进行限流，输入 P2 整流桥，将电网的正、负半波“调向”为 100Hz 的脉动直流信号，经 R、U1 输入侧（1、2 脚）形成 U1 内部发光二极管的电流输入通路。U1 的 5 脚接入+9V 供电的上拉电阻 R11，在 100Hz 脉动直流作用下，U1的 5 脚（N1 的 10 脚）因 U1 输出三极管大部分时间处于导通状态下，U5脚电压为近于 0V 的低电平，在电网电压过零时，U1 内部三极管截止，N1 的 10 脚出现一个与电网过零点同步的高电压（窄）脉冲电压，此电压可称为同步信号电压。此处将电网电压进行桥式整流取出同步电压信号的目的，是为
3、了后续电路能在电网正半波和负半波期间，各输出一个移相脉冲信号，来控制双向晶闸管的“双向可控导通”，实现交流调压。若单独取用一个正半波同步信号，形成的移相触发信号，虽触发的也是双向晶闸管，但输出电压即为直流电压了（双向晶闸管仅在电网正半波时被触发导通）。N1 运放电路接成电压比较器，反相端由 R12、R13 对+9V 分压，得到 5.4 的分压值，提高了干扰门限电压水平，也起到对输入信号整形作用，使输出电压为矩形波脉冲。在电网过零点期间，N1 的8 脚为高电平电压。N1、V3、V4 构成锯齿波形成电路，锯齿波的零电位点与电网过零点对应。V4、D3、R22、R23 组成恒流源充电电路，使 C10
4、上电压线性上升，提升了电路的移相控制范围。D3 为发光二极管，导通电压约为1.2V，其压降受流通电流影响不大，可近似认为是一个恒定电压，作为V4 的固定工作偏压，由元件参数可推算出该恒流源的恒定电流值为1.2V0.6V(V4 发射结电压)/2.2k=0.27mA。在电网电压正（负）半波期间，N1 的 10 脚为低电平，8 脚也为低电平，V3 处于截止状态，V4 以恒流（0.27mA）为 C10 充电，C10 上电压线性上升，电网过零点到来时，N1 的 8 脚变为高电平，V3 饱和导通，将 C10 所充电荷快速泄放。因 C10的充电时间常数不一样，恒流缓充电，使 C10 上电压上升斜率较小；放电
5、时间常数小（V3 饱和导通下电阻值极小），C10 下降斜率大（形成陡峭下降），二者作用在 C4 的正端形成锯齿波电压，并输出到 N2 的同相输入端 5 脚。N2 运算放大器构成可变脉宽输出电路。N2 的反相端为速度给定信号输入端，由 R19、R21 对+9V 分压设定转速给定电位器 W2 的电压调节范围，N2 的 6 脚输入的是一个反向调节电压，W2 活动臂分压值越高，主电路输出直流电压越低。因 C11 放电后会有“残余电压”的存在，选限R21 的阻值，使 W2 调到零位时，N2 的 6 脚电压仍能 C11 上锯齿波电压的“谷底”，避免 N2 输出脚出现恒定调电平（调宽脉冲消失）而导致的“移相
6、失步”现象，在给定最高转速信号时，主电路输出反而为零或出现“跳动电压”，引起直流电机剧烈振动。R19 的选值，是使给定电压的最高电压值，稍高于 C11 上锯齿波电压的“齿尖”，在给出最低转速信号时，能使主电路双向晶闸管可靠关断。本电路速度给定电压范围为8.451.1V，对就输出电压范围约为 0200V，为开环控制模式。在转速给定电路中，电容 C11 的正端接电源+9V，负端接 N1 的 6 脚，该电容的作用机理是这样的：假定没有该电容的存在，在调速板上电瞬间，当 W2活动臂输出电压低于 N2 的 5 脚锯齿波峰值电压时，装置得电，电机便会以较高速度运行，易发生意外。当增设 C11 电容后，上电
7、瞬间，C11 的充电电流使 N1 的 6 脚产生一个高电平跳变，N1 的 7 脚在上电瞬间为低电平，V1 处于关断状态，电机不转。随着 C11 充电过程的完成，V1 逐渐开通，电机按给定速度运转。此后，C11 充电电流为零，相当于开路，失去作用。N2 的 7 脚输出的可调脉宽电压，其左上升沿决定着 V1 的导通时间，若用于直接驱动脉冲功率放大器 V2，则在 N2 的整个脉宽电压输出期间，V2 的一直导通形成了双向晶闸管连续的栅、阴极电流，造成无必要的功耗。串接电容 C5 的目的，是将 N2 输出的连续信号变为 C5 充电电流的“瞬态信号”，N2 输出脉宽信号的起始段，C5 充电电流最大，形成了
8、 V1 触发电流的峰值，随着 C5 上充电电压的建立，充电电流减小至为0，V2 截止，但 V1 被触发后在承受正向电压期间，则一直自维持导通。C5 的作用，是将 N2 输出的连续信号进行了“脉冲化处理”。过载保护电路过流故障保护电路由 N3、N4、V7、V6 等构成。电流采样电阻 R3 串联于主电路中，R3 上的电压降信号经 D1、C3 整流滤波，在 W1 活动臂上取出电枢电流信号，经 N3 放大器放大，输入下级由N4 组成的电压比较器电路，当因电枢过流使 N3 的 14 脚输出 7.8V 以上电压时，N4 的 1 脚输出高电平，V7（双向晶闸管，此处也可选用单向晶闸管）被触发导通，接通了保护
9、开关管 V6 的基极偏流回路，为可变脉宽形成电路 N2 的 6 脚引入+9V 高电平，迫使 N6 停止工作，主电路的双向晶闸管 V1 失去触发脉冲，输出中止，起到了过流保护的作用。该电路使用晶闸管 V7 的目的，是出现过流保护动作时，将保护状态“锁定”，V6 基极偏流回路中的发光二极管 D4，起到“故障指示”的作用。电路具有“故障记忆”功能，保护动作，使主电路的输出停止，电枢电流为零，N4 的 1 脚输出的“过流信号”也随之消失。但 “故障指示”灯却因 V7 的维持导通，一直处于点亮中，提示工作人员，现在的停机保护动作，是由已发生的过流故障所引起的，应检查故障原因并排除故障后再投入运行！同时，
10、可变脉宽形成电路 N2 也被锁定于脉宽信号输出的“禁止状态”，要将故障锁定状态复位，须将装置的供电电源断开几秒种后，使 V7 失去维持电流而关断后，再行恢复供电即可。 以下为相关电路图2. 直流调速器维修常见检测方法：1）输出为最高转速，不可调，测 P4 整流电压为 200V。a、为装置接入 220V/220V 隔离维修电源，将 V1 栅极电阻与电路脱开，即断开 V1 触发电流通路，测 P4 整流电压仍为 200V，则为主电路晶闸管 V 击穿短路。b、给定转速电路 W2 性能变坏，活动臂与上固定端电阻值变大，使调节电压不能升高，误给出最高转速信号。2）FUSE 保险管熔断，检查桥式整流电路 P
11、4 内部四只二极管有无一只或二两已经短路。同时应该检查保护电路 W1、N3、N4 电路等有无故障，故导致保护失效，使 P4 烧毁。3）输出电压为零。牵扯三方面的电路，一为主电路损坏，如晶闸管V1、电流采样电阻 R3 有开路性损坏；二为保护电路误动作，强制移相触发电路停止工作；三为称相触发电路本身故障，不能输出正常的移相触发脉冲信号。a、检查 R3 无断路故障，短接晶闸管 V1 的 T1、T2 极，测 P4 整流输出端有无 200V 电压。若仍无正常的直流电压输出，则为 P4 有损坏（加接负载电阻使测试易于判断），若有正常电压输出，继续下一步的检查；b、用导线或镊子短接脉冲放大管 V2 的 C、
12、E 射极，人为接通 V1 的触发电流通路，P4 输出电压仍为 0，说明晶闸管 V1 损坏；测 P4 能输出 200V直流电压，说明主电路完好；继续下一步检查；c、检查移相触发电路之前，应首先排除保护电路是否误动作，使移相触发电路不能投入正常工作。上电，若发现故障指示灯 D4 一直处于点亮状态，说明过流保护电路处于误动作状态，检查 N3、N3 两级保护电路；若D4 不亮，测 V6 的 Uce 小于 1V，则为 V6 击穿损坏。更为有效的检查方法，将 V 的发射极脱开电路板，调 W2，测 P4 输出电压正常变化，故障为保护电路误起控；测 P4 仍无输出，故障在称相触发电路，继续下一步检查；d、调整
13、 W2，测 N2 的 1 脚是否有相应 0-8V 左右的直流电压输出，若变化正常，即 N2 本级及前级移相电路工作正常，故障在 C5、V2 触冲功率放大级，如 V2 放大倍数变低，或开路，电容 C5 容量下降或失容，造成触发电流过小，V1 不能正常开通等；若 N2 的 1 脚为固定 8V 以上正电压或为 0V，则故障在 N2 及前级电路。应继续下一步检查；e、据电路分析，判断各点波形图，并进而估测或推算出移相触发电路各关键点电压值，作出故障诊断，进而完成直流调速器的修复。 3. 直流调速器维修电压检测方法：同步输入电压为交流 50Hz 正弦波电压，经 R5、R6 限流（限幅）、P2 整流，变为
14、 100Hz 的脉动直流，由于 U1 输入侧二极管的削波作用，实际在 a 点（U1 的 1、2 脚之间）形成一个梯形波电压，其梯形波谷底对应电网过零点。该电压的峰值即为 U1 输入侧二极管的正向压降，约为1.2V 左右。因电网过零点时间极短，但加上 U1 输入侧发光二极管的门坎电压和 P2 的正向压降的限制，将梯形波的低电平时间有所“展宽”，可估算 U1 的 1、2 脚之间电值比 1.2V 稍低，应为直流 1V 左右；U1 输入侧二极管大部分时间处于正向电压作用下，输出侧三极管也大部分时间处于导通状态下，只在电网过零点时，有一个瞬间截止过程，因而 B 点波形电压峰值为电源电压+9V（U1 截止
15、瞬间），最低电压为 0V（忽略 U1 内部三极管的饱和导通压降），波形接近矩形波，但可能有一定的上升斜率。因而 b 点对地电压值接近 0V 而低于 1V，估算直流电压约为 0.4V 左右。而且 U1 有无过同步脉冲电压输出，检测方法也简单有效：用镊子短接 U1 的 1、2 脚，测 b 点电压上升为+9V，松开镊子，测 b 点电压降为 1V 以下，可以断定，U1 电路是好的，同步电压已经正常输入，也能正常输出同步脉冲信号。N1 电压比较器电路，具有消噪和对输入电压整形作用，输出为与c 点波形对应的矩形脉冲电压，所测直流电压值也应为 0.4V 左右。测 N1的 9 脚直流电压，应为 R12、R13
16、 的分压值 5.4V，输出为 04V。判断该级对信号有无正常传输，当用导线或镊子短接 9、10 脚时，测 8 脚应变为0V，解除短接，上升为 04V。如用交流挡测量输出电压，用镊子短接时，8 脚变为 0V，解除短接时，8 脚输出电压应有大幅度上升，如 3V 或更高。锯齿波形成电容 C3，由 V4、V3 的充、放电控制，在 d 点形成锯齿波电压，锯齿波电压的最大幅度（峰值）可参考给速度给定最高电压值，（应低于给定最大值）约为 7V 左右，最低电压幅值约为 0V（忽略V3 的饱和导通压降）。若将锯齿波的三角缺口与锯齿的面积看作近似相等，则对所测 d 点直流电压，应为 3.5V 左右。为 7V 以上或 1V 以下，说明该点没有形成锯齿波电压。该点电压的有无，也可通过短接 N1 的两个输入脚来判定，短接时，测 d 点电压上升为 7V 以上，解除短接，则降为3V 左右，说明该点锯齿波已正常输出。N2 为可调脉宽处理电路，当 5 脚锯齿波电压正常时，调整 6 脚速度给定电压时，输出脚应按给定电压作反向变化，当给定 08V 时，输出大致按 80V 变化。调整 6 脚电压，测输出脚的相应变化，则不难判断该电路的工作是否正常了。
