欧陆514C调速系统在光学磨电气改造中的应用

欧陆514C调速系统在光学磨电气改造中的应用
发布时间：2022-04-24T01:50:12.913Z 来源：《福光技术》2022年8期作者：段艳菊
[导读] 光学曲线磨床属于技术专业性很强、技术含量高的精密设备，必须在恒温暗室中加工零件，主要加工量具、测具及高精密零件，目前现有光学曲线磨设备少则已经使用十余年。

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摘要：针对光学曲线磨床使用年代长，控制系统元件、线路损坏和老化而故障频发的问题，采用直流调速器对原系统进行改进。

本论文主要介绍欧陆514C调速系统在改造光学曲线磨床改造当中的实际应用及调试。

关键词：光学曲线磨床；控制系统；直流调速器
0 引言：
光学曲线磨床属于技术专业性很强、技术含量高的精密设备，必须在恒温暗室中加工零件，主要加工量具、测具及高精密零件，目前现有光学曲线磨设备少则已经使用十余年。

由于使用年代长久，始终未进行过设备电气系统的项修、大修或改造，出现设备电气线路老化和损坏、系统运行稳定性差等问题，造成机床故障率较高。

原控制系统采用继电器、接触器控制，晶闸管直流调速，机械部分仍可以使用，所以利用514C 直流调速器对其控制系统进行改造。

1 欧陆514C型直流调速器简介
1.1 514C型装置概况
欧陆514C型控制系统是英国欧陆驱动器器件公司生产的一种以运算放大器作为调节元件的模拟式逻辑无环流控制直流可逆调速系统，用于对他励式直流电动机或永磁式直流电动机的速度进行控制，能控制电动机的转速在全部4个象限中运行（正、反向的电动运行和制动运行）。

使用单相交流电源,主电源可以为110~480V，50Hz或60Hz，根据实际负载需要可外接整流变压器以提供与电机相适应的电源电压。

直流电动机的速度是通过一个带反馈的线性闭环系统来实现控制的。

反馈信号来源可通过一个开关进行选择：可以使用测速反馈（需外接测速发电机），也可使用电枢电压反馈（已包含在控制器内部）。

当使用电枢电压反馈时，系统可同时使用电流补偿，即电压负反馈加电流正反馈。

1.2 控制系统原理分析
514C型为一个逻辑控制的无环流直流可逆调速系统。

514C型的控制回路是一个转速—电流双闭环系统，其外环是转速环，可采用测速反馈或电枢电压反馈，反馈的形式由功能选择开关SW1/3进行选择。

注意如采用电压负反馈，则可使用电位器RP8加上电流正反馈作为速度补偿，而如果采用转速负反馈则不能加电流正反馈，电位器RP8应逆时针转到底。

速度负反馈系数通过功能选择开关SW1/1，SW1/2来设定反馈电压的范围（根据测速发电机的输出电压确定），并通过电位器RP10进行调整，通过电位器RP10可以对电动机的稳态转速进行校正。

2 改造方案
光学曲线磨床原电气部分有许多问题，但机械部分基本完好，同时考虑到直流电动机运行良好，因此按如下方案改造：
（1）针对机床调速机构控制方法复杂、动作频繁造成的故障率高，用欧陆514C型直流调速器替换原有的直流调速装置。

手轮控制开关改为接近开关控制；原有的调速变压器控制改为电位器控制。

（2）原进给直流电机保留，其连接线重新连接。

原直流电机中的励磁电源保留，仍然作为电动机的励磁电源。

（3）针对机床电气线路严重老化、线路凌乱，电气控制元件已无法正常采购造成维修难度大、维修时间长，结合原始电气原理图与目前要使用的调速系统进行匹配设计、布置电气控制线路，更换电气柜内部控制元件，重新梳理线路制作安装配电盘。

3 具体实施方案
3.1 调速变压器部分改造
针对原调速变压器及机械控制开关易损坏造成的故障，将调速变压器改为电位器控制，机械控制开关改为接近开关控制。

通过将体积较大的调速变压器、机械开关更换为电位器及接近开关，更新电器元件，大大提高了备件的互换性，延长了备件的使用寿命周期，节约备件采购资金。

3.2 调速机构装置部分改造
将原调速机构装置改为直流调速器调速，对新的调速机构进行安装调试。

采用欧陆 514 C直流调速器进行替代，其自动化和集成化程度高且控制简单。

图1 欧陆514C接线图
砂轮横向进给和纵向进给通过514C直流调速器调节直流电机两端电压实现调速。

514C 直流调速器主要有集成电路控制板和晶闸管模块组成。

输入电压AC 220 V，输出电压有两种：电枢电压DC0～220 V；励磁电压DC 110～220 V。

调速器面板上设置有参数调整电位器P1～P12 和LED 指示灯，可根据灯的指法情况判断调速器的运行状态。

电路中设有过流保护、电动机超温保护、失压保护、速度反馈电路。

控制系统调试包括硬件调试和软件调试。

首先进行线路和元件调试，线路和元件调试成功后，主要对514C 调速器参数调试。

开始运行后514C 调速器正常输出，大约5 min 后过流指示灯报警并停止输出电压，通过手动调节P5 电压器调节电流阈值来消除报警，同样方法调节
其他参数，直到调速器长时间工作没有报警，正常运行，表明参数设置合理。

电机转速通过手动控制面板两个电位器实现，由于电位器精度问题，两个相同标值的电位器实际精度会有差距，出现过流现象，通过两个电位器中点接514C 零点消除。

系统硬件调试完成后，进行软件的调试，主要有逻辑调试、元件设置、互锁调试等，控制系统软件经过调试实现了控制功能。

通过采用欧陆 514 C直流调速器代替原系统，解决了以前调速范围变窄，线路老化复杂，维修困难等难题，替代后该机床调速性能良好，便于维修，提高了机床的使用效率，能够顺利完成各项生产加工的需求。

同时通过改进统一使用欧陆 514C直流调速器，更新电器元件，大大提高了备件的互换性，极大的减少了备件的采购和储备成本。

3.3 电气柜部分改造
对机床电气系统进行彻底的改造，根据原机床电气图，重新设计电气系统，根据电器元件的工作要求给出所有电器元件的型号。

梳理配电柜内线路，重新布线，制作整个配电盘。

4 结论
改进后的控制系统经调试和运行后，具有手动/自动、进给/快速、正反向调节功能，性能稳定，实现了控制目的。

系统采用514C 直流调速器的控制方式，简化了电路，成本合理，具有一定的应用价值。

参考文献：
［1］乔忠良.全数字直流调速装置及工程应用[J].太原：太原理工大学学报，2000：180.［2］张春雷，宋家成，于文磊.常用机电设备电气维修[M].北京:中国电力出版社，2007：82.。