614系列电子交流稳压器的电路原理与故障维修

电器维修

614系列电子交流稳压器系专为稳定交流220V电压设计的，在国内已经有半个世纪左右的应用历史了。当输入电源电压波动或因负荷变动时，它都可保持输出电压稳定不变，是医院、科研院所、企业、大专院校的精密设备仪器上，以及一切需要高稳定度电源的地方均可使用的仪器。这种交流电子稳压器在稳压过程中没有触点切换、没有滑臂转动等机械动作，不产生任何电火花，具有应变时间短、波形失真小等特点，常见的规格有1kVA、2kVA、3kVA、5kVA。主要技术参数:输入电压:190~240V;电源频率:50±1Hz;输出电压:220V(可以在210-230V之间任意设定);波形失真:不大于5%;应变时间:小于0.2s;稳压精度:±0.2%;电压调整率:±0.5%。
一、电子交流稳压器工作原理

               本文以614-B3型电子交流稳压器为例，详细分析稳压器工作原理，其工作原理框图见图1，电路原理图见图2。
       
        1.电路简介

                614系列电子交流稳压器(以下简称“稳压器”)，型号很多，生产厂家很多，但是主体电路基本一致， 都是由取样电路、直流放大电路、功率调整电路组成。稳压器型号不同，功率管的数量和型号也有区别，有的用几只6P1并联，有的用几只6P3P并联。稳压器的功率越大，并联的调整管也越多，T1~T4的容量也相应增大。T1是自耦变压器，T2是磁放大器，和磁放大器交流线圈并联的C1(8uF/1kV，油浸电容)和L1组成LC滤波器，用以滤除输出电压中的不良谐波，使输出电压的波形失真得到改善。T3是控制电路的电源变压器，T4是功率调整级高压电源变压器，T3和T4都是接在稳压器的电源输出端。G1是饱和二极管2D2P或3D2P，这种二极管灯丝和阴极为一体，当灯丝电压发生微小变化时，屏极电流会发生急剧的变化，由于屏极负载电阻为1MΩ，同时会引起G1屏极电压的急剧变化。这个变化电压引起G2栅极电压变化，R2、C2串联后接在G2的屏极和栅极之间，组成深度反馈，其作用是反馈掉被放大的交流成分，以防输出电压产生脉动。G2将这个变化电压放大后传输给G3( 6N1双三极管并联)的栅极进行放大，G3是阴极输出器，负载电阻R7接在阴极回路中，由阴极输出信号。R3上的电位很重要，因为G3的阴极直接和下一-级(功率调整级)的G4~G9的阴极相连，使所有调整管的阴极电位跟随G3的阴极电位的变化而发生变化，从而起到自动调节G4~G9(调整管)屏极电流的目的。G4~G9调整管屏流经过磁放大器的直流线圈，其电流强度的大小会导致磁放大器交流线圈的感抗变化，这个变化控制着T1自耦变压器输出电压的变化。从上述工作流程可以看出，直流控制回路的工作过程就是：从取样管截取到取样信号，经放大后转化成信号电流去改变磁放大器直流线圈中的电流.G10是高压延时输送电路，实际上是个单稳态电路。开机时，闭合开关K，交流接触器J1得电吸合，整机电源接通。G4~G9灯丝开始给阴极预热，同时G1、G2、G3、G10也开始阴极预热，然后陆续开始工作，同时C3开始充电，G10进入暂稳态。输出电压表指示电压为170V左右，这时还不能给稳压器的负载送电。大约2分钟左右，C3两端电压上升到翻转值，G10进入稳态，继电器J2吸合，高压指示灯点亮，同时使T4高压整流输出端的A点闭合，G4~G9的屏极高压接通，调整电路开始工作，输出电压表指示为220V左右。如果不是正好220V，可以调整面板上的“电压调节”旋钮使输出电压表指针重合在220V的红线上。这个调整旋钮就是图2中的W1，调整该电位器可以使输出电压在210-230V之间人为设定，稳压器将这个设定值自动保持稳定。这时，可以给稳压器的负载送电，使稳压器正式开始工作。
        2.稳压过程       稳压器正常工作时，由于输入电压波动导致输入电压下降或因负载加重，使输出电压降低的话，稳压器将发生一系列的调整过程:输出电压下降->2D2P灯丝电压下降2D2P屏极电流下降-> 2D2P屏极电压上升->6J1栅极电压上升->6J1屏极电压下降->6N1阴极电压下降->6P1 (G4~G9)屏极电流上升->磁放大器T2交流线圈感抗下降磁放大器T2交流线圈电压下降->自耦变压器T1初级绕压上升。这一系列的调整都是自动进行的，而且是在<0.2s的时间内完成。如果因为输入电压升高或负载减轻而导致的稳压器输出电压升高，则稳压器内的调整过程与上述过程正好相反，就是通过这样的调整过程，使稳压器输出电压保持稳定。

            本文介绍的614系列交流电子稳压器是苏州电工仪器厂生产的天星牌产品，该厂生产的稳压器型号很多，技术改进后的614-B3 I型将T3容量加大，并多绕制了一个300VX2的绕组，这样就淘汰了高压变压器T4，从而实现了控制电路装置的;小型化，将开关K换成“开”、“停”按钮。3kVA和5kVA的稳压器是立式结构，把T1、T2、C1、L1、J1等大型零部件装在箱体的下方，上方有像抽屉一样的结构可以抽出，前面是面板，后面是电子元器件，给修理带来很大的方便。控制电路装置见图3、图4(修理中的照片，零件不齐全)，立式稳压器外形见图5。容量在2kVA及以下各型号稳压器一般都是台式结构，外形见图6所示。
       
       
       
        二、常见故障现象的修理修理
         有故障的稳压器离不开“望闻问切”的途径，笔者在数年的修理经历中深有体会，在这期间，也得到了稳压器生产厂家的一些修理资料。对于有故障的稳压器，首先直观检查电子管是否破裂，灯丝是否不亮，电解电容是否漏液鼓包、缩皮、击穿和漏电，油浸电容C1是否漏油、漏电或击穿。打开后盖是否闻到焦煳的气味，各变压器和扼流圈(L1)是否有烧焦、短路等异常情况，电阻是否有开路、断路，接插件、电子管插脚等是否接触不良，继电器触点是否接触不良，线路板是否有开焊，连接线是否断线或开焊关电路的故障原因并及时处理后，再更新损坏的零部件。否则，换上的新件可能会立即损坏。下面介绍常见的故障现象。
1.稳压器输出电压过高
         稳压器输出电压超过250V，调整“电压调节"电位器不起作用，这种情况下应重点检查以下三方面。
        (1)一般情况下是 2D2P、6J11、6N1的屏极无直流高压，使G4~G9( 6P1 )失去控制，导致其屏极电流很大，造成输出电压过高。应该从T3的保险管开始逐步检查高压供给电路，断开整流全桥，检查T3高压绕组是否有300V交流高压输出，整流桥二极管是否短路(可用R4两个电阻是否断路、开焊，滤波电解C4是否短路或严重漏电，检查R5是否断路开焊。
        (2)2D2P 电子管灯丝断路，C2严重漏电或短路，6N1 电子管损坏。
        (3)G4~G9(6P1)中只要有一只管 子内部发生短路，就会造成磁放大器直流线圈中电流失控，导致输出电压过高。可在稳压器空载条件下，逐只拔功率调整管的方法，当拔掉某只电子管稳压器立即恢复正常电压输出时，说明所拔掉的那只调整管已经损坏，需要更新。
2.开机输出就超过250V
        稳压器接通电源，未等接通高压开关或高压延时继电器吸合，输出电压就超过250V。遇到这种故障现象应着重短路造成。这两处故障点中的任意一处短路都会 导致交流输入电压全部加到自耦变压器的初级，造成开机即输出高于250V的电压。
3.输出电压过低
        开机等一会高压加上后， 稳压器输出电压低于200V，调整“电压调节"电位器无效。这种故障现象表明磁放大器T2直流线圈中没有电流流过，磁放大器的交流线圈就成为一个固定电感值的电抗器。最常见的原因是:
       (1)G4~G9电子管没有屏极高压，应检查T4是否有交流高压输出，整流桥有无直流高压输出，C6是否严重漏电或短路，高压开关是否内部断路。如果是装有高压延时继电器的稳压器，还应检查G10及外围元件是否正常工作，J2是否动作，J2触点是否锈蚀或接触不上，磁放大器直流线圈内部烧断或引出线断路等。
       (2）G2(6J1)电子管损坏而失去放大作用，磁放大器交流线圈内部断路，输入电压只能通过L1和C1组成的滤波回路加到自耦变压器的初级，造成输出电压过低。
4.输出电压波动

               此现象是稳压器输出电压表指针在小范围内像钟摆一样来回摆动。这种故障不常见，一般空载时容易发生。
               (1 )试更换2D2P。调换C2，或适当调整C2的容值，更换R2等试之。目的是消除2D2P灯丝的交流成分窜入电压放大级和功率调整级。
               (2)更换L1和C1，或适当调整L1的抽头。检查2组高压工作是否稳定，高压延时继电器触点是否接触良好，用代换法检查2组高压滤波电解是否正常。稳压器生产厂家规定稳压器电子管的工作寿命为1000小时，到期最好更换以保证稳压器带负载的能力。特别是2D2P ，到期一定要更换，以保证取样灵敏度。