应要求,对几台立式镗床的失磁保护电路进行了改造。该机床使用复励式直流电动机调速系统,通过可控硅调整励磁绕组的电流来进行调速,电流越高,转速越慢,电流越低,转速越快。当励磁绕组的电流过低时,电机转速会非常高,这就是所谓飞车。失磁保护.就是避免励磁过弱而飞车,以防发生意外。
该机床电路是70年代的设计,失磁保护继电器使用两只3AX31型锗管,漏电电流大,工作非常不可靠,经常在飞车时不保护或者误动作,造成电机屡次烧坏。该失磁保护继电器的工作原理,是检测励磁绕组取样电阻两端的电压,当该电压低于2.7V左右时,继电器断开,机床停机保护;当该电压高于2.7V时,继电器闭合,机床可以运行。由于该电路没有迟滞效应,当取样电压处于临界状态时,继电器会乱眺,对控制回路非常不利。使用一块555时基电路自制了该失磁保护继电器,实践证明,该电路具有保护电压精准、抗干扰性强、工作稳定等优点。
如附图所示,该电路使用元件少、成本低,对元件无特殊要求,电路只要安装正确.无需调整即可工作,制作也非常简单。为了便于大家理解,特将555内部框图画了出来。其中,端口IN是励磁电流的取样输入端.Kl为输出继电器。工作原理如下。
AC220V市电经变压器Tl降压、Dl全波整流Cl滤波,生成约13V的直流电压,给整个电路供电。电源vCC经555内部5kn电阻加于稳压二极管D2的负极.因D2的钳位作用,使得B点电位被钳位于2.7V.而A点电位由于2个5kO电阻的分压,为其一半.即1.35V。取样电压Uin在C点的分压为UinxR2/(RI+R2)=0.54xUin。为便于叙述,假设刚通电时,取样电压Uin从Ov逐渐上升。
当Uin为Ov时,C点电位低于A点(1.35V),下面的比较器输出高电平.S端为l,RS触发器置位,(3)脚输出高电乎,继电器不吸合。
C点电位电压上升,当C点电位高于A点(1.35V)时,比较器翻转,S端输入零,但由于此时R端为低电位.RS触发器由于记忆效应而保持原状态,继电器不动作。
Uin电压的继续上升,当其高于B点电位(2.7V)时,上面的比较器正端电压高于负端,R端输入高电平.RS触发器复位,③脚输出低电平,继电器吸合,此时机床可以工作。当Uin继续保持上升时,该状态不会改变。
假设此时Uin处于下降阶段,当其低于2.7V时,上面的比较器翻转.R端输入低电平,由于此时S端为零,RS触发器记忆原状态,继电器继续保持吸合。当Uin下降至低于2.5V附近时.C点电位低于0.54x2.5=1.35V.即低于A点电位(1.35V).比较器正端电位高于负端。比较器翻转.S端置l,RS触发器置I,(3)脚输出高电平,继电器断开,机床停机保护。
由此可知,当输入电压超过2.7V时继电器吸台,低于2.5V时才断开,有效地避免了输人电压临界状态时继电器的抖动。
实际使用时如果想修改保护电压,可以直接更换稳压二极管,其稳压值就是保护值。如果找不到合适的稳压管,可以用稳压值稍低的稳压管代替,然后再正向串联普通二极管或发光二极管进行微调,串联一只硅管可以增加约0.7V电压。如果想改变迟滞电压的范围,可以修改R1、R2的比值。