直流调速器是一种低频大力矩传动设备，虽然都能实现调速功能，但是其工作原理和工作特性和变频器是有本质区别的。特别在低频大力矩应用场合，直流调速器更是变频器无法达到和比拟的，因此在目前来看，在很多场合直流调速器依然应用非常广泛。

    直流调速器是一种电机调速装置，包括电机直流调速器、脉宽直流调速器、可控硅直流调速器等。下面是云南兆富科技从事多年工业设备维修总结的关于直流调速器维修的实例和过程，用于参考维修使用。

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P4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、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。

    直流调速器的主电路采用了先交流调压再整流的电路形式，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1.2V－0.6V(V4发射结电压)/2.2kΩ=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8.45~1.1V，对就输出电压范围约为0~200V，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，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。

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0~8V时，输出大致按8~0V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。

    总结：直流调速器维修完毕，需要使用直流电机进行测试，同时由于直流电机价格昂贵，维修难度也大，因此在进行测试时需要小心谨慎，必须正确设置点击参数，如果参数设置错误或应用不当很容易导致电机飞车，轻则烧坏碳刷，重则烧毁电机。总体来讲，直流调速器的维修难度要比变频器相对简单，因为直流调速器采用的是：交-直方式，而变频器采用的是：交-直-交方式，存在一个逆变过程。云南兆富科技有限公司专业从事工业维修、工程改造/节能改造、变频器/直流调速器综合应用多年，具备丰富的维修和工程经验，是云南工业应用领域最值得信赖和依托的合作伙伴。