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交流稳压电源工作原理及常见故障

 就目前供电质量的实际情况,提出了交流稳压电源的重要性,介绍了交流稳压电源的种

类、工作原理及维修技术。

【关键词】 交流稳压电源

原理

维修

目前,我国有些地方的供电电压仍然存在较大波

动。用电高峰期电压不足 !5%6,负荷最小时电压高

达 *$%6 以上,波动范围一般在7*%89:!%8之间;而

一些城镇农村的小电网电压波动范围更大。对于拥有

大批进口、精密贵重仪器设备的单位来说,电压波动

将造成很大的危害。某校实验室在一次实验中,电压

突然升高,几乎所有开启的设备,包括一台美国进口

的液相色谱仪都受到不同程度的损坏。仅色谱仪的维

修就花费 3 1%% 美元,而且实验教学、科研项目研究

长时间中断,后果极为严重。而配有交流稳压电源的

另一实验室,电压异常时除交流稳压电源报警外,无

任何设备损坏。可见,交流稳压电源除稳压外,对负

载也起了一定的保护作用。

交流稳压电源以磁放大器式 (即 1!$ 系列)、可

修时间延长,排除故障后对原接线关系的记忆早已模

糊,轻则为了重新确定接线关系而延误时间,重则因

接线错误而损坏器件。再如,电源熔断管熔断是经常

碰到的问题,本应查明熔断原因再换新后试运行,但

有的维修人员不检查熔断的原因,轻率地换上新的熔

断管开机,可能造成故障范围扩大。

由于数控机床价格较高,技术含量大,对维修人

员的综合素质要求高。要加强对维修人员的技术培

训,建立调动数控机床维修人员学业务、提高工作积

极主动性的有效机制,减少或杜绝人为故障。

例 如 , 连 杆 专 机 采 用 东 芝 "#$% &’() 加 扩 展

控硅移相调压式、带伺服电机的自耦变压器式三种较

为常见。另外还有感应调压器式、磁饱和式与稳压变

压器式。其中几种因性能指标等原因已基本被淘汰,

取而代之的是近几年发展迅速的交流净化稳压电源。

该电源的基本原理与可控硅移相调压式相似,下面以

江苏淮阴仪器仪表厂生产的亚光牌 ;;,* 系列交流净

化稳压电源为例介绍。该电源采用先进的正弦能量分

配技术、功率滤波器技术综合设计,集稳压与抗干扰

功能为一体,具有可靠性、精度、效率高,稳压范围

宽、抗干扰能力强等优点。

一、工作原理

通过对交流输出电压的取样放大,控制双向可控

硅的触发脉冲宽度,也就控制了可控硅的导通角,从

而使交流输出电压受控,实现交流稳压输出。交流净

"#$% &’() 的 问 题 , 盲 目 乱 测 。 结 果 , 在 用 万 用 表

测 .+0 模块安装插座后,出现 "..+. 灯亮的现象。

用编程器检查梯形图,发现程序已改变。修改后

开机正常。

12 改 造 。 机 床 改 造 大 体 上 有 两 种 情 况 , 一 是 对

普通机床进行的数控改造,二是对系统老化的数控机

床进行系统更新。机床改造在某种程度上说是完善功

能或者再设计的过程,有可能因改造方案考虑不周或

者改造措施不当,出现新机床投产前期出现的高故障

率的现象。因机床改造的任务量大,施工人员多,更

易出现人为故障。

总之,人为故障在数控机床寿命周期内是不可忽

视的问题,要采取得力措施予以减少或杜绝。

作者单位:山东临沂农业药械厂

通信地址:临沂市沂州路 $3 号

编:*41%%!

"#*% 可编程控制器控制。故障现象为开机后 &+,-

". ’"/ 指示灯和 "..+. ’"/ 指示灯亮。经询问修

理电工得知,初始故障为一功能动作没有,故障原因

很简单,只是一个限位开关失效。因该机床以前曾坏

过一只 "#*% 模块,故该电工在未看明白梯形图并检

查有关外围开关器件、电磁阀等的情况下,自以为是

3$

中国设备管理 !""#$!

故障分析

输入

调整电路

零脉冲电路

过压保护

误差取样放大

输出

电路,它输出一个与交流输出电压成正比的误差信号

电压至运算放大器 +$/-!% 脚同相端放大。脉宽调制驱

动放大电路由运算放大器 +$/ 的 7、2、!1 脚 ,0/ 等

组成,同相端 !1 脚输入来自 +$%-6 脚的同步锯齿波电

压,反相端 2 脚输入误差取样放大的直流信号,+$/-7

脚输出宽度受控的脉冲电压经 0/ 放大后触发双向可

控硅。变压器 3%,桥式整流 ,2-!%,滤波电容 $(-5,三

端稳压 +$.(67!%)构成直流稳压电源,给 有 关 电 路

脉宽调制驱动放大

同步锯齿波发生器

直流稳压电源

图!

净化交流稳压电源工作框图

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图%

化稳压电源由调整电路、零脉冲产生电路、同步锯齿

波发生电路、脉宽调制驱动放大电路、误差取样放大

电路、直流稳压电源、过压保护电路等组成,见图 !。

原 理 图 如 图 %。 自 耦 变 压 器 &!、 双 向 可 控 硅

$7

,

*・

!%

・・

,3!

::4 系列精密净化交流稳压电源电原理图

提供 !%" 电源。

稳压过程是,当输出电压升高时,桥式整流 ,!/-!5

输出的误差取样电压升高,运算放大器 +$/ 同相端 !%

脚电压升高,+$/-!. 脚输出到脉宽调制器 +$/ 的反相端

)$*、电感 ’!、三次谐波和五次谐波滤波器等构成调

整电路。’! 与 )$* 串联组成一个随 )$* 导通角 (1-

!71 度)改变的可变电感,且与 ’/、$! 的串联电路并

联构成一个可变电抗器。自耦变压器 &! 的初级与可

变电抗器串联接入市电,输出交流电压为市电电压与

2 脚的电压升高,+$/ 同相端 !1 脚输入的同步锯齿波

电压幅度不变,于是运算放大器 +$/ 输出端 7 脚输出

的脉冲宽度变窄,经三极管 0/ 放大后触发双向可控

硅 )$* 的导通角变 小 , 此 时 调 整 电 路 中 的 可 变 电 抗

器趋容性,自耦变压器 &! 的次级 电 压 与 市 电 电 压 反

相,交流输出电压下降。当交流输出电压下降时,稳

压过程与上述相反。

本电源备有过压保护电路以增加可靠性,过压保

护电路由 *(-5、4!、$.、运算放大器 +$/、三极管 0%、

继 电 器 :!、 过 压 指 标 灯 ,7、 蜂 鸣 器 ; 等 构 成 。 当 电

源输出电 压 高 于 极 限 值 (约 %.5",4! 可 微 调 ) 时 ,

运算放大器 +$/ 同相端 ( 脚从 *(-5、4!、$. 组成的分

压电路输入的电压高于 5",+$/-6 输出高电平 , 三 极

管 0% 导通,继电器 :! 吸合,常闭接点断开,切断了

双 向 可 控 硅 )$*, 使 输 出 电 压 比 输 入 电 压 下 降 约

&! 次级电压的矢量和。*!、*%、,!-.、光电耦合器 +$!

(.<%()构成零脉冲发生电路,,!-. 是一个桥式整流

电 路 , 它 将 ’! 与 )$* 串 联 电 路 两 端 的 (1;= 交 流 电

压 整 流 成 !11;= 的 单 向 脉 动 电 压 , 输 入 +$! 的 !、%

脚,在 +$! 的 ( 脚输出正向零脉冲电压到 +$% 的 %、5

脚 。+$%(<>((() /-.、 0!、 ,(、 ,5、 $!1 构 成 锯 齿、*

波发生电路,+$% 的 %、5 脚输入过零脉冲前,+$%-6 脚

呈高阻态,$!1 由 0!、,(、,5、*/、*. 构成的恒流源

电路充电,$!1 上的电压线性上升,当 +$% 的 %、5 输

入过零脉冲时 +$%-6 脚呈低阻态,$!1 放电,零脉冲过

后 +$%-6 脚又呈高阻态,$!1 继续充电,这样,+$%-6 脚

输 出 与 零 脉 冲 同 步 的 锯 齿 波 至 +$/(’?/%.) -!1 脚 。

变压器 3%、桥式整流 ,!/-!5、4%、*!/-!.、$6-7 构成取样

中国设备管理 !""#$!

.1",同时发 出 声 、 光 报 警 ;,%1 将 +$/-5 的 电 压 嵌 位

在 1@5" 左右以确保 0% 的导通,只有关机几秒后重新

开机,才能恢复到正常状态。

/(

故障分析

二、净化交流稳压电源的维修技术

图 1=图 8 是常见故障的维修框图。

<( 输出电压不稳定。

空载

输出电

压不稳定

负载

!( 无输出电压。

输出电压为零

查市电

否 输入电压 是 电源保险 是

是否正常是否完好

换保险

A!! 正常否

E!、 1、 !FA

有开路

市电干 否 市电波形 是 @A!=< 过零 否 查 C!=7

是否正常扰严重脉冲波形@A!, !=3G

是否正常

在 @A1=!1, 间并 是!3

联 38=!44J 电阻

更换

C!3, !! 否 更换A

坏件正常否

A8=?, !?C

图1

否 更换

是否正常坏件

加大 C!3 或 A8=9;

或 @A1=!1, 间并!3

联 38=!44 电阻

7( 输出电压低,调不到 774>。

输出电压偏低

市电电 是 输入电压是 否 直流 !7> 否A<=2, 3, ?=!7@A G

压过低是否正常否低于 !24>更换57 有损坏,

BAC=I 有无 无 F!、!、0 BAC 有 更换开BAC 坏,

有无开路正常触发脉冲路器件更换

C74+7!, 1 有 有 @A1=9 有无正 无 @A1=!4 有无 有 @A1=? 误差电 是 @A1 坏D

压是否正常常触发脉冲正常锯齿波损坏,更换更换

否无

有 @A7=7, 脚有无 是 恒流源充电电 误差取样放大@A7 损坏,2

路是否正常电路有问题更换正常零脉冲

图8

作者单位:南昌大学设备处

通信地址:南昌市北京东路 11? 号

编:11447?

为了帮助企业盘活闲置设备固定资产,

使社会闲 置 资 产 流 动 起 来 , 充 分 发 挥 其 在

社会生产 活 动 中 的 作 用 , 本 刊 及 本 刊 网 站

("##$% & & ’’’()*+$,-*#()./)免费为欲出让和

求购闲置 设 备 的 企 业 刊 登 转 让 和 求 购 信 息

(营利性的闲置设备调剂活动除外)。

本刊编辑部

@A!, 7 有 有 @A!=! 脚有无C

损坏,更换正常脉动波

更换G!=3, ! 有损坏,C

C1=3, <=2, !GD

更换A!4 有坏件,

图3

求购信息

本公司欲求购济南第二机床厂或山东高密锻

压机床厂生产的 012+3445 闭式双点压力机一台,

是 更换

坏件

是 @A1 有

问题

1( 输出电压偏高,调不到 774>。

输出电压偏高

市电电

压过高

输入电压是 否 BAC, !, 1AD

否高于 724>是否击穿

@A1=? 误差放大误差取样放

电压是否正常大电路有问题

工作台面尺寸! 24467 894//,公称压力 3 444:;,

成新率在九成左右,价格面议。

江苏省无锡市华光轿车附件有限责任公司设备科

联系人:汪文轩

话:(4<!4)1<<!211

图<

。3( 过压报警,市电电压范围正常(!24>=724>)

过压报警

关机并断开负载,@A1=8 是否

按 1(1 输 是D,G短 接 0! 常 闭 接 点 后 否 输出高电 否 7 74

出电压偏有击穿,

重新开机,输出电压平,调节 H!

高处理更换

是否过高,调节无效无效

否查电流是直流电源@A1=< 电压是 否 @A1 有

问题电源电路否高于 @A1+2!7> 是否正常

查换C<=9, 3 有坏件,A

什么是“轻轨”

“轻轨”是轨型 轨 道 交 通 的 简 称 , 也 称 “轻 轨 交 通 ”。

它是在有轨电车的基础上, 为 了 提 高 运 输 效 率 , 减 少 噪 声

干扰,吸取地铁车辆制造和 信 号 等 新 技 术 , 而 发 展 起 来 的

一种城市中等运量有轨客运 公 共 交 通 体 系 。 地 铁 和 轻 轨 的

运行轨道根据具体情况可以 灵 活 变 动 , 即 线 路 一 般 在 交 通

繁忙的市中心进入地下,其 余 在 地 面 或 利 用 高 架 。 地 铁 和

轻轨的主要区别在于客流量 有 所 不 同 , 地 铁 的 单 向 最 大 高

峰 客 流 量 为 每 小 时 1(4=2(4 万 人 次 , 而 轻 轨 能 适 应 的 单 向

最 大 高 峰 客 流 量 为 每 小 时 !(<=1(4 万 人 次 。 轻 轨 车 辆 构 造

时速为 24=94 公里,平均运行时速达 74=34 公里。

图2

12

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责任编辑:徐静