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焊接与切割设备的使用和维修(十二)——ZX5系列焊机的控制电路、常见故障及排除

③触发电路的构成(见图4—17)



下面分别介绍各单元基本电路及工作原理。
1)脉冲产生电路
脉冲产生电路V3、V4、C20、C21、VF12、VF13等构成。它分成左右对称的2套,其构成与工作原理相同,现以右边这套为例介绍其工作原理。见图4-l8。

脉冲产生电路实际上就是单结晶体管触发电路,其结构简单可靠。它是利用晶体管V串联在电容充电电路中,依靠改变三极管基极电位来控制电容C的充电电流的时间而达到移相的目的。控制电压Uk经R69从V4的基极输入,当有负的Uk输入时,三极管V4导通,C21充电,当电容电压充到单结晶体管VF13的峰值电压时,VF13的eb1变为导通。电容通过eb1和脉冲变压器放电。放电后,电容电压下降,单结晶体管VF13的eb1之间又阻断,这样C21上又充电,达到单结晶体管VF13的触发电压后,C21又放电。如此反复进行,电容上的电压变化就是像锯齿波,有规律的震荡着,产生这种波形的电路称为张弛震荡电路。当三极管的基极电压越负时,V4导通越多,C21充电愈快,即充电斜率越陡,达到VF13的触发时间愈短,导致相角前移。如图4-19所示,t1<t2。在时间上来说,即是第一个脉冲产生愈早,触发脉冲前移一个时间t。达到了触发延迟角减小,导通角增大的目的,脉冲产生电路的输出方式为脉冲变压器Tp3。由脉冲变压器Tp3输出给脉冲分配电路。

2)同步电路

同步电路如图4-20所示,由R3~R5、VS1—Vs6、C1~C3、VD1~VD4、R6及V1、V2构成三相同步电路,各相工作原理相同,现介绍1相的工作原理,以此类推。


为了保证触发脉冲与晶闸管电源之间的同步关系,需从后者取得能反映其频率和相位的信号,同步电压作用于触发电路。在ZX5系列整流器中是靠在脉冲产生电路中的C20、C21两端各并联三极管V1、V2来解决同步问题。在各自的同步点上,由同步信号使V1、V2瞬时饱和导通,则C20、C21瞬时放完电,起清零作用,以便在同步点后按Uk触发的速度从零开始充电,如此产生每一个脉冲的相位完全由Uk值控制。
T2的二次侧三相电压互差120°,与主电路正极性的电源电压同相,各相接有正反向稳压管,因此稳压管上10、11、12每点对13点之间的波形为正反向矩形波。以a相为例,如图4—21b中虚线所示,矩形波经C1~C3和R6构成的微分电路得到的尖脉冲电压,亦示于图4—21b中实线所示。由于各相互差120°,所以正脉冲之间(a、b、c)和负脉冲之间(a'、b'、c')都互差120°。图4—21c是三相在R6上形成的脉冲波形,正负脉冲相间每个正脉冲和每个负脉冲之间都是相差60°。将正脉冲VD1和VD4联至V1的发射结,而将负脉冲经VD3和VD2联至V2的发射结,以使V1、V2产生短暂的饱和导通,则正好满足上述同步关系的要求。

此外,对于三相晶闸管整流电路是以自然换相点为触发延迟角的起始点(即α=O°的点),该点是在各相电压过零点3O°处(因为后一相的相电压过零点刚好与短路运行时相重合,所以每相控制脉冲的同步点不宜取在相电压的过零点上,而应在0°~30°之间)。由于稳压管的削波作用,得到的不是矩形波而是接近于梯形波,而隔离二极管VD1~VD4有正向压降的原因,使V1、V2产生短暂饱和导通的时刻(即同步点)略滞后于各相电压过零点,此后C20、C21充电至VF12、VF13的峰值电压还需一定时间就可使第一个脉冲发生于自然换相点之后。采用这样的同步电路,使同步点与主电路晶闸管电源电压过零点保持固定的相位关系,而与弧焊整流器联入电网的

相序无关,这样既简化了电路,又可省去安装中的相序判别工作。
b.触发脉冲分配电路
在ZX5系列焊机中,采用了由一套触发电路触发其中1组三相半波可控整流电路中的晶闸管。
现分析一套触发电路产生的脉冲是怎样分配给1组三相半波可控整流电路的各晶闸管元件的。其触发分配电路如图4—22所示。

触发分配电路由晶闸管VT8、隔离二极管VD8~VD10及电阻R14~R16组成。其作用是将由触发电路来的、间隔120°的触发脉冲(a、b、c)轮流给VT4~VT6,3个晶闸管的门极,使晶闸管导通,同时也将触发脉冲进行功率放大。其工作原理如下:当π/6<ωt<5π/6时,由触发电路来的触发脉冲a送到VT8的门极,晶闸管VT8即导通。但由图4—23可知,此时触发脉冲只能分配给电位最低的A相使VT4导通,因为此时VC>VB>VA,当VT8导通时,Q点的电位VQ≈VA,二极管VD8、VD9受反向电压而截止。当VT4导通以后,34点电位V34≈VA,晶闸管VT5、VT6均受反向电压而不可能导通(即使有触发脉冲存在)。同时,由于VT4导通后,V34-VA≈1V(晶闸管压降),因而晶闸管VT8的导通电路中,除晶闸管VT8(其管压降约1V)外,还串有隔离二极管VD10。(管压降为O.7V)及VT4控制(其压降也有O.7V左右),这样使晶闸管VT8的导通回路继续维持导通,所需的正向电压至少应在2.4V以上,因此这1V电压不能维持晶闸管VT8继续导通而自引关断,为下次触发作好准备。

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