一、电路简介

  这台型号为JD1A-40的电动机调速器,实际测绘出的电路如图下l示。

  所使用的变压器二次只有一个绕组,与传统电路相比,减少了2~3个二次绕组。以二极管D12在图中所处位置水平线以上是调节励磁电流的单向可控硅KZ的触发电路;之下则是触发移相调节控制电路和转速反馈电路等。

  二、电路原理分析

  电机调速控制器是通过调节下图中转差离合器励磁线圈的电流来改变电动机转速的,而励磁电流则由单向可控硅KZ进行可控整流控制。KZ的触发电路由三极管Vl、光耦IC1等元件组成。这部分电路的直流电源与其他电路不共地,它将电源变压器T的220V与225V之间的电位差经二极管D12整流、电容器C2滤波后供其使用。光耦IC1的①脚接地,即接变压器二次的O端,当其②脚为负电位时,光耦③、④脚内的光敏三极管导通,三极管Vl随之导通,向单向可控硅KZ发出触发信号。

  KZ导通,电动机转差离合器励磁线豳中有电流流过,其路径是:电源相线L→接插件XPl→开关S→熔断器FU→接插件XP3→励磁线圈_接插件XP4→单向可控硅KZ→接插件XP2→电源零线N。

  这时我们只要在每个电源周期内准确控制IC1②脚由高电平转换为低电平的时刻,就能调节可控硅KZ的导通角,从而调节励磁电流和电动机的转速。

  变压器二次的10V电压经过二极管Dll和Dl0整流、电容器C3和C6滤波、稳压管DW2和DW1稳压,得到+5.1V和-5.1V电压,作为LM358的工作电源使用。LM358是双运放电路,其①脚、②脚和③脚内部是一个运放,它的正输入端③脚经电阻R19接地;负输入端②脚接有3路信号:一是由转速调整电位器RP2送来的调速信号;二是测速发电机输出电压经D1_D6整流、再由“反馈量调节”电位器RP3调整后送来的反馈信号;三是输出端①脚经电阻R12、R14、R13送来的负反馈信号,这个负反馈信号使得该运放成为名副其实的反相运算放大器。与此不同的是,由⑤脚、⑥脚、⑦脚内部电路构成的运放因为没有负反馈,所以其放大倍数接近无穷大,实际上已经具有了电压比较器的功能。这个电压比较器正输入端⑤脚经电阻R18接地,负输入端⑥脚接有①脚经电阻Rll送来的转速控制信号,以及经电阻R8和R10送来的同步信号,这个同步信号就是半波整流、滤波后的残余纹波。

  操作调速电位器RP2,可对受控电动机进行调速。例如,顺时针旋转电位器RP2.相当于下图中RP2的中间头向下移动,②脚电位趋向于负,经运放反相放大后,输出端①脚电位趋向于正;相反情况时,①脚电位趋向于负。

  右上图和右下图是用手机拍摄的双踪示波器上看到的波形图,可帮助我们认识控制器的调速原理。当调节电位器RP2欲使电动机转速提高时,②脚电位趋向于负,经反相运算放大后①脚电位趋向于正。这个电压经电阻Rll传送到⑥脚。

  右上图中的近似锯齿波是LM358反相输入端⑥脚波形,它是①脚传送来的调速信号电压与经电阻R8、R10送来的同步信号的复合波形(示波器上已看不到直流分量);矩形波是电压比较器输出端⑦脚的波形。当⑥脚信号波形与地电位基准线相交(相交点即右上图中的bl~b5、al~a4各点)时,⑦脚电位发生反转。例如在al点,⑥脚的电压即将高于基准线地电位,相当于电压比较器的负输入端⑥脚电位高于正输入端⑤脚,这时比较器的输出端⑦脚由正电位眺变为负电位。此后光耦IC1的①脚、②脚内部发光管得电,并经后续电路使单向可控硅受触发导通。比较右上图和右下图可见,右上图中⑥脚信号幅值较大(其最大值与基准地电位线距离较远),LM358⑦脚维持为负的时间较长,准确点说是在一个电源周期中,单向可控硅的触发时刻较早,平均导通电流自然较大,电动机转速较快。右下图中⑥脚信号电压较小(其最大值与基准地电位线距离较近),LM358⑦脚维持为负的时间较短,或者说在一个电源周期中,单向可控硅的触发时刻较迟,平均导通电流自然较小,电动机转速较慢。当然可控硅的导通时长并不等于⑦脚维持负电平的时长,因为单向可控硅一旦被触发导通,触发信号即失去控制作用。锯齿波对可控硅导通的控制作用仅在于其上升沿与基准线地电平相交的时刻。测速发电机的输出电压经D1~D6整流生成的反馈信号,可使转速调节更加快捷灵敏。电位器RP1可以用来校准转速表的示值,使其与实际转速相~致。

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