1 概述
■ SZK 系列可控硅调速装置是一个电枢可逆的逻辑无环流双闭环控制系统，该装置用于将直流电流供给功率范围为1~320KW的他激直流电动机的电枢和磁场，尤其适用于13~217KW主轴传动系统，它完全满足现代数控机床的要求。
■ 该装置借助于电枢可逆在四个象限内运行，电动机的调速范围分为两个区域，低于额定转速采用恒力矩方式调速，高于额定转速采用恒功率弱磁升速方式。可直接与西门子公司6RA26、6RA27系列装置互换，产品类型为两种，一种为固定磁场，一种为自动弱磁可控磁场。通过跳线选择给定积分器功能或选择软换向功能，以满足大惯量负载或突加力矩负载的要求，易于被多种机床所采用。
2 技术指标
■ 额定直流输出电压：±400V（±220V时需加电压适配器）；
■ 额定直流输出电流：35A、65A、90A、130A、190A、250A、360A、435A、600A、800A；
■ 电网电源：3相~380V -5 %/60Hz±2%;
■ 调速范围：1:100（其中调压比为1:33，调磁比为1:3）；
■ 静差度：+4 %（速度控制范围1:100）转矩反向零电流间隔时间4~8ms；相序右旋磁场；
■ 温度与稳定性：±0.03%（每变化10℃）；加速时范围0.2~2.5s；
■ 加速时间扩展：1:10；
■ 额定励磁电压：310V（≤220V时需加电压适配器）；
■ 额定励磁电流：12A、20A；
■ 使用环境：海拔1000米以内（海拔高度超过1000米时额定输出电流值有所降低）。环境温度-10℃~+40℃空气相对温度不大于85%，无腐蚀、爆炸及其它危害性气体 ，无严重导电尘埃及灰尘。
3 结构工艺特点
■ 提供电动机电枢电压的可控硅整流桥的12只可控硅安装在同一散热器之上，可控硅与散热器之间既散热又绝缘，装置的体积和重量大大减小。
■ 控制板K1、K2、K3、K01、K02板分别按装在可以翻转180的活动支架上，并且每块控制板边沿安装了具有刻度指示的可调电位器和状态指示灯，这样给维修和操作带来极大的方便。
■ 控制板的元件大部分采用了COMS电路，元件的继成度高，功耗小，稳定性好，使整机的体积减小可靠性提高。
■ 装置的通风机噪声小，风量大，风道畅通，可控硅散热条件良好。
4 维护检修
■ 可控硅直流调速装置电子部件不需维护，通风机的轴加有润滑剂。装置运行多年后需重新加润滑剂，防止由于机箱温升过高，引起主回可控硅元件因热而损坏。以下叙述可能出现的故障和产生故障的原因。
■ 出现故障时，其原因也可能在控硅调速装置内部，如熔断器熔断等。请参阅说明书维护与检修。
| 故 障 | 故障的原因 |
电动机起动不起来 延时制动发光二极管V78亮 “调节器释放”单元发光二极管V103亮 电动机转速过高 电动机转速快慢不均 延时制动发光二极管V78亮 电动机起动到额定转速的时间太长或完全达不到额定转速 切削能力太小 机械磨损过度 电动机发热 | 电源电压未加上 没有励磁电源 电枢回路或励磁回路馈线切断或励磁电流调得太小 转速反馈信号切断，测速机失灵或极性接错 端子63未加+24V 电源电压缺相 相序接反 电源电压低于额定值的80% 端子64未加+24V 电枢接线或转速反馈信号线极性接错 速度给定值有干扰信号加入 转速反馈的强弱调节有错误 可控硅调速装置没有调节到最佳状态 转速反馈信号失灵 机械失灵（测速机固定不牢靠、机械传动松动） 碳刷磨损或电动机轴损坏 机壳的接地不良、控制信号有干扰 加速度调节器和励磁部分没有调节到最佳状态 电流限幅值调得过低，或者是规定得过低 可控硅调速装置的最大电流给定，转速控制的电流限幅和励磁电流没有调节好设计上的错误、电动机或可控硅装置功率选得太小 传动装置（齿轮箱）或制动失灵。 可控硅调速装置的限流、与转速有关的电流极限、转速反馈信号的调整，没有达到最佳状态。 可控硅调速装置的电流限幅，励磁回路的电流调节得过大。 电动机的通风装置或者是通风机的过滤咀失灵。 切削量太大。 |
5 主要部件说明
■ 控制和调整部分：（参看电气原理和总电气原理图）
1、速度调节器：速度调节器是一个带有电压限幅的P-I调节器。它主要有主调节器和最大电压限幅环节组成，调节器的工作与封锁，由调节器释放环节所形成的封锁信号所控制。电位器为电压限幅调节，速度调节器的输出电压与封锁切换电压，当开关拨到“左”端时，速度调节器的输出电压作为电流调节器的给定，当拨到“右”端时，速度调节器处于封锁状态，端子的速度给定信号直接作为电流调节器的给定，系统处于电流环单环运行状态。端子作为速度反馈信号输入，端子和插头为速度调节器的给定输入，当整机无辅加控制板时，给定电压从板的外端子输入。
2、电流调节器：电流调节器是一个调节器，它主要由绝对值放大器，比例积分器，积分器并代有电流反馈信号形成电路组成。电位器分别调整比例器、比例积分器电路的放大倍数。端子为电流反馈信号输入，绝对值放大器的信号来自于速度调节器的输出端。电流调节器的输出电压分别加到选择信号形成电路的输入端和插头。电流调节器开关状态列表如下：
3、控制环节包括电流断续和零电流检测器，辅助功能触发器和控制器等单元组成。它们都是由一此线性组件和数字电路构成。此部分的主要作用是根据整速度调节器的输出电压极性，产生电流反馈电压的大小和测速反馈信号的有无，经过一系列的逻辑、功能组合，产生电流调节器的封锁（积分器停止），电流断续适应（电流断续，电流断续）主回路可控硅触发脉冲推β（aW后移）“起始通态电流”，主回路可控硅桥选组脉冲（可控硅组Ⅰ、可控硅组Ⅱ），正负选择脉冲，失速调节器延时封锁转速控制的电流限幅和最低转速显示等信号。
4、脉冲输出级：脉冲输出级是由脉冲分配器、功率放大器和脉冲变压器等单元组成，此部分主要由数字与非门和功率线性放大电路所构成。主要作用是根据输入信号正、负选择脉冲和组合同步脉冲，通过一系列的逻辑功能和功率放大，形成回路正、反桥可控硅的触发脉冲。
5、电源与同步器：电源与同步器包括直流稳压电源、同步信号发生器和欠压保护电路等单元，此部分主要由电源变压器、整流二极管、稳压块和线性放大器所组成，主要作用产生控制板所需的±15、±24V的直流电源。同步信号和欠压信号。当电网电压波动量小于20%时，立即产生欠压信号（即低电位），系统工作进入封锁状态。
6、锯齿波发生器和监测器：锯齿波发生器和监测器包括：相序指示器、脉冲释放、节拍脉冲和锯齿波发生器等单元，此部分主要由数字与非电路所构成。主要作用是根据输入欠压信号、调节器延时封锁、封锁、调节器瞬时封锁和同步等信号，通过一系列和逻辑功能的组合，产生节拍脉冲、锯齿波和脉冲释放信号，并作为触发器单元的输入控制，当装置处于正常运行状态（即三相交流电相序和相位正常）时，脉冲释放信号为高电位，否则为低电平，当为低电平时，装置立即进入封锁停车状态。
7、调节器封锁：调节器封锁包括调节器瞬时封锁、调节器释放、给定控制和封锁等单元，它主要由一此线性组件所构成。主要作用是根据外接端子上+24电源有无和调节器延时封锁信号电位的高低、产生调节器瞬时封锁、封锁、调节器释放和给这控制信号。它们分别作为监测器、辅助功能和速度调节器的控制信号。当装置处于正常运行状态时，调节器瞬时封锁和封锁信号为高电位，调节器释放和给定控制信号为低电平。
8、电压隔离变换器：电压隔离变换器包括：二极管式整流器，振荡器、光电耦合器，二极管半波整流器和输出放大器等单元，它主要由线性组件和光电耦合元件所组成。主要作用是把电动机电枢电压转换成与它成正比例的频率，经过光电耦合，再把频率信号转换成与频率成正比的直流信号，用此信号作为励磁控制回路的电压反馈。
9、励磁控制器励磁控制器主要由线性组件和电位器所组成。它的输入信号有弱磁点给定值，电压反馈和+15V电源，输出信号作为脉冲输出器的控制电压。当装置处于准备状态时，+15V电源接人，电动机的励磁电流为最小值，有利于电动机的温升减小。当装置处于正常运行时，+15V电源立即切除掉，电动机的转速小于额定转速时，励磁电流处于额定值即装置工作在恒力矩，调速区域。当电动机的转速大于额定转速时，励磁电流开始减小，装置处于恒功率调速区域。
10、励磁控制电源的脉冲输出级励磁控制电源和脉冲输出级包括参数式直流稳压电源、锯齿波发生器、多谐振荡器和功率放大器等单元。它主要由线性组件和脉冲变压器所构成。它的输入信号有正弦同步电源，供稳压用的交流电源和直流电压，它的主要作用是产生供励磁控制电路所需的±15V、+24V的直流电压，和励磁主回路可控硅触发脉冲。
11、加速度调节器：加速度调节器主要由比例放大器和积分器所构成。它的输入信号有速度给定值（由外端子输入），-24电源（通过控制开关加到端子）+24电源（通过控制开关加入端子）。它们的主要作用是把一个阶跃给定电压变换成缓慢变化的积分波，波的上升率连续可调（调节范围0.2～2.5秒）。电动机在启动与制动过程中，这个积分信号（即加速度）能够自动地以理想的斜率满足运行要求。外端子80加有+24V电源时，加速度调节器处于工作状态，调节器延时封锁信号为高电位，否则加速度调节器处于封锁。调节器延时封锁信号为低电位，使整机处于停车状态。
12、信号显示器：信号显示器包括加速度（nsou=nsouI）过电流（IA>Ix）和速度（n<nx）等单元，它们主要由一此线性组件（N4.2、N4.3、N2.2、N2.3、N4.4、N4.1）和电位器（R192、R279）所构成。主要作用是将加速度输出和速度反馈信号综合处理，以形成所需功能继电器输出信号。当电动机的加速度为零时，K4继电器吸合指示灯V6亮，当电动机的电枢电流IA超过预先整顿定值Ix时，K6继电器呼合指示灯V7亮，当电动机n小于预先整定值nx时，K206继电器吸合，指示灯V8亮，否则相反。
13、速度指示器：速度指示器的作用是显示电动机的转速的大小，它可以显示转速的绝对值，也可以显示实际值，关于显示���种数值取决于电阻R86的接法。
14、最佳匹配控制器最佳匹配控制器主要由线性组件(N144.2、N144.3、N144.4)、电子开关（V215.1、V215.2、V215.3、V215.4）和电位器（R277、R241、R327、R341、R427、R441）所构成，主要作用是根据齿轮传动比的控制信号，来改变速度调节器的比例和积分部的电压放大倍数，使装置工作在最佳调节区域（速度适应控制）。SNK系列装置无此部分。（特殊要求可另选功能板）
■ 主功率单元：主功率单元主要包括电枢回路和励磁回路两部分。电枢回路主功率单元是由12只可控硅和整流二极管(各2只)所组成。单相半控桥它们的工作原理可参照变流器有关资料，在此不再重述。
6 配件板更换说明
■ 更换K2板时：
l、将备板上R24（K2板是印制板座标位置：16），去掉、换上原来装置上用K2板上的R24。
2、将备件板上R142去掉（K2板印制板座标位置：H9）当装置输出电流大于360A时，将CA—CD短接（K2板上印制板座标位置18）此时电流反馈电阻R142通过端子X7、X8（K2板上位置：J5）外接于装置导线母线板架上。
3、装置用于龙门刨床时，此时应将CL—CM断开（K2板印制板上元件座标位置：A12）。
4、将R85电位器调到原K2板上R85所示位置（电位器上有该度箭头）。
5、看备件板上R155电阻（位置：B4）是否并接有一只100K或120K电阻，无时则请将电阻并上。
6、S1小钮字开关(位置：A11)头拨动到“左”位置上。
7、所有电位器参照说明书或原K2板所示位置。
7 SZK 系统外部接图
■ 速度反馈信号输入端子
■ 速度调节器理论给定值输入端子（理论给定值0~±10V）
■ 速度调节器电路限幅输出端子（控制电压0V）
■ 调节器释放控制端子（控制电压+24V）
■ 脉冲释放控制端子（控制电压+24V）
■ 控制电源和同步信号的交流电压输入端子
■ 电枢回路的交流电源输入端子
■ 励磁回路控制部分的交流电源输入端子
■ 励磁回路功率部分的交流电源输入端子
■ 励磁回路直流电压输出端子
■ 弱磁控制端子（控制电压-24V）
■ 电枢回路直流电压输出端子
■ 未稳压的±24V电源输出端子
■ 稳压电源的±15V输出端子
■ 工作准备就绪继电器K1的输出端子
■ n＜nmin的通报信号输出端子
■ 加速度调节器的理论给定值输出端子（理论给定值0~±10V）
■ 加速度调节器的理论给定值控制端子（控制电压+24V）
■ 加速度调节器的时间扩展控制端子（控制电压-24V）
■ 加速度调节器“工作与停止控制端子”（控制电压-24V）
■ 装置风机的交流电源输入端子
■ 装置风机监视端子
■ 电枢电流信号输出显示端子
■ 电动机转速信号输出显示端子
■ n＜nx的通报信号输出端子
■ IA＜IX的通报信号输出端子
■ nsou=n*sou的通报信号输出端子
电子开关 | V30.4 | V30.1 | V14.2 | V14.1 | V30.2 |
电动机正常运行 | 接通 | 断开 | 断开 | 断开 | 接通 |
电流连续 | | | | | |
电动机正常运行 | 断开 | 断开 | 断开 | 断开 | 断开 |
电流断续 | | | | | |
停车 | 接通 | 接通 | 接通 | 断开 | 接通 |