工作原理
大地牌ｔｊ３０型３ｋｗ交流穩(wěn)壓器的電氣原理圖見附圖。整機(jī)可分主回路和控制電路兩部分，ｖｉ和ｖｏ分別是輸入與輸出電壓表。主回路是交流電源從輸入端通往輸出端的路徑，包括空氣開關(guān)ｋ１、穩(wěn)壓與直通選擇開關(guān)ｋ２、調(diào)壓變壓器ｔ、延時(shí)控制繼電器ｊ３和輸入、輸出接線端子等元器件?？刂齐娐返墓δ苡虚_機(jī)延時(shí)送電、穩(wěn)定輸出電壓、過壓保護(hù)及指示、欠壓保護(hù)及指示等。
１．取樣電壓與基準(zhǔn)電壓。 調(diào)壓變壓器ｔ有兩個(gè)二次繞組，其中一組９ｖ經(jīng)ｄｑ１橋式整流后，再經(jīng)電阻ｒ２和ｒ３分壓，?。颍成系姆謮褐底鳛榻涣鞣€(wěn)壓器輸出電壓高低的取樣電壓。１６ｖ的繞組電壓經(jīng)ｄｑ２橋式整流，三端穩(wěn)壓器ｌｍ７８１２穩(wěn)壓，輸出穩(wěn)定的ｄｃ１２ｖ電壓向控制電路供電。發(fā)光管ｌｅｄ２點(diǎn)亮標(biāo)志著ｄｃ１２ｖ電源工作正常。集成電路ａ１是四運(yùn)放ｈａ１７３２４，在這里作四電壓比較器使用。ｄｃ１２ｖ電壓經(jīng)電位器ｒｐ、電阻ｒ４～ｒ８分壓，共取出四個(gè)分壓值作為基準(zhǔn)電壓，分別送往四個(gè)電壓比較器的相應(yīng)輸入端。電阻ｒ３上的取樣電壓也同時(shí)送往電壓比較器的輸入端。取樣電壓和基準(zhǔn)電壓接入電壓比較器輸入端的規(guī)律是：檢測(cè)交流穩(wěn)壓器輸出電壓是否高于額定值２２０ｖ，其正輸入端接取樣電壓，負(fù)輸入端接基準(zhǔn)電壓，例如ａ１．１和ａ１．２；檢測(cè)交流穩(wěn)壓器輸出電壓是否低于額定值２２０ｖ，接法與上相反，例如ａ１．３和ａ１．４。認(rèn)識(shí)這種規(guī)律對(duì)讀懂許多品牌交流穩(wěn)壓器的電路原理圖都有參考意義，但這種接入規(guī)律的前提是：檢測(cè)結(jié)果為“是”時(shí)，電壓比較器的輸出端為高電平，這恰好是相關(guān)功能電路所需要的。
２．電壓偏高需要降壓。 大地牌交流穩(wěn)壓器的輸出穩(wěn)壓精度設(shè)定為±４％，當(dāng)輸出電壓剛好等于２２０ｖ時(shí)，調(diào)整電位器ｒｐ使電壓比較器ａ１．２的反相輸入端{(lán)6}腳所接的基準(zhǔn)電壓與其同相輸入端{(lán)5}腳連接的取樣電壓也剛好相等，這樣輸出電壓若有升高（可能因?yàn)檩斎腚妷荷?，或?fù)載電流減?。?，取樣電壓也相應(yīng)升高，電壓比較器ａ１．２的輸出端{(lán)7}腳電位就必然為高，三極管ｑ１導(dǎo)通，繼電器ｊ１吸合，電動(dòng)機(jī)ｍ得電轉(zhuǎn)動(dòng)，拖動(dòng)調(diào)壓變壓器的碳刷滑動(dòng)，直至交流穩(wěn)壓器的輸出電壓回落到２２０ｖ為止。電動(dòng)機(jī)繞組的供電回路是：ｄｃ１２ｖ→ｊ１常開接點(diǎn)→限位開關(guān)ｘｋ１→電動(dòng)機(jī)ｍ→ｘｋ２→ｊ２常閉接點(diǎn)→地。
３．電壓偏低需要升壓。 若因輸入電壓降低等原因引起輸出電壓低于２２０ｖ，電壓比較器ａ１．３的輸出端{(lán)8}腳電位變高，之后三極管ｑ２導(dǎo)通，繼電器ｊ２吸合，電動(dòng)機(jī)ｍ得電轉(zhuǎn)動(dòng)，但這時(shí)電動(dòng)機(jī)繞組上的電壓極性與上次相反，其回路是：ｄｃ１２ｖ→繼電器ｊ２常開接點(diǎn)→限位開關(guān)ｘｋ２→電動(dòng)機(jī)ｍ→ｘｋ１→ｊ１常閉接點(diǎn)→地，電動(dòng)機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，直至輸出電壓回升到２２０ｖ為止。
限位開關(guān)ｘｋ１和ｘｋ２安裝在調(diào)壓變壓器上碳刷允許旋轉(zhuǎn)范圍的極限端位置，若因輸入電壓偏高或偏低較多，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)碳刷轉(zhuǎn)至極限位置仍不能使輸出電壓回到２２０ｖ，碳刷架將觸及限位開關(guān)，電動(dòng)機(jī)斷電停轉(zhuǎn)，以免電動(dòng)機(jī)過載損壞。
４．開機(jī)延時(shí)送電控制 這部分電路由集成電路ａ２及其外圍元件組成。ａ２是型號(hào)為ｈａ１７３５８的雙運(yùn)放，此處將運(yùn)放改作電壓比較器使用。電壓比較器的反相輸入端{(lán)2}腳接有由電阻ｒ２７和ｒ２９分壓提供的基準(zhǔn)電壓，同相輸入端{(lán)3}腳接的是電阻ｒ２５和電容ｃ７組成的充電回路。剛通電時(shí)三極管ｑ５截止，ｃ７從０開始充電，在ｃ７上的充電電壓達(dá)到{2}腳基準(zhǔn)電壓之前，ａ２的輸出端{(lán)1}腳為低電平；當(dāng)ｃ７上電壓達(dá)到或超過{2}腳電壓時(shí)，{1}腳電位變高，三極管ｑ６導(dǎo)通，繼電器ｊ３吸合，其常開接點(diǎn)閉合，調(diào)壓變壓器的２２０ｖ電壓經(jīng)ｊ３接點(diǎn)送往交流穩(wěn)壓器的輸出端，至此，開機(jī)延時(shí)結(jié)束。這個(gè)過程大約需要５分鐘。開機(jī)延時(shí)送電主要是為了保護(hù)空調(diào)、電冰箱等設(shè)備的用電安全，若無(wú)此需求，可按下快啟自鎖按鈕ａｎ，此時(shí)開機(jī)延時(shí)時(shí)間將縮短為２～３秒鐘，這是因?yàn)橛勺柚祪H１０ｋω的電阻ｒ２６向電容ｃ７充電，其充電時(shí)間常數(shù)已明顯減小。開機(jī)延時(shí)期間發(fā)光管ｌｅｄ４點(diǎn)亮，指示當(dāng)前工作狀態(tài)。交流穩(wěn)壓器通電工作期間若遇停電，電容器ｃ７會(huì)經(jīng)二極管ｄ２迅速放電，以保證即便短時(shí)間停電后又恢復(fù)送電，ｃ７也重新從０開始充電，交流穩(wěn)壓器的輸出端須再經(jīng)延時(shí)才能往外送電，從而保證用電設(shè)備的安全。
５．過壓保護(hù)電路。 由集成電路ａ１．１及外圍電路組成。當(dāng)電壓偏高較多，經(jīng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)碳刷調(diào)整到極限位置（這時(shí)因限位開關(guān)ｘｋ１動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)），輸出電壓仍然達(dá)到或超過２２０ｖ的１．１倍時(shí)，電壓比較器ａ１．１的輸出端{(lán)1}腳變?yōu)楦唠娖剑?jīng)二極管ｄ１使三極管ｑ５導(dǎo)通，電容器ｃ７迅速放電，電壓比較器ａ２輸出端{(lán)1}腳電位轉(zhuǎn)低，繼電器ｊ３釋放，切斷交流穩(wěn)壓器的電壓輸出，保護(hù)了用電設(shè)備。過壓保護(hù)后發(fā)光管ｌｅｄ１點(diǎn)亮，指示斷電是由過壓所致。
６．欠壓保護(hù)電路。 由集成電路ａ１．４及三極管ｑ３、ｑ４等元件組成。若電壓偏低并經(jīng)調(diào)壓變壓器作最大限度地調(diào)整，輸出電壓仍低于２２０ｖ的０．９倍時(shí)，電壓比較器ａ１．４的輸出端{(lán)14}腳由低變高，經(jīng)電阻ｒ２０和電容器ｃ４充電回路作短時(shí)間延時(shí)后，三極管ｑ３飽和，ｑ４截止，ｑ４集電極的高電位經(jīng)二極管ｄ３使ｑ５飽和導(dǎo)通，最終導(dǎo)致繼電器ｊ３釋放，交流穩(wěn)壓器輸出端斷電。欠壓時(shí)發(fā)光管ｌｅｄ３點(diǎn)亮，指示當(dāng)前處于欠壓狀態(tài)。如果用電設(shè)備允許欠壓運(yùn)行的話，可去掉二極管ｄ３，這樣欠壓時(shí)只有發(fā)光管指示而不斷電。
由以上分析可知，電位器ｒｐ一旦調(diào)整好，升壓控制、降壓控制、過壓保護(hù)和欠壓保護(hù)的動(dòng)作閾值即自動(dòng)生成，這在保證穩(wěn)壓精度的前提下，大大減少了生產(chǎn)、調(diào)試和維修時(shí)的工作量。
維修實(shí)例 ［例１］一臺(tái)ｔｊ３０型３ｋｗ交流穩(wěn)壓器不能穩(wěn)壓，輸出電壓隨輸入電壓變化，但兩者電壓值不同。
開殼，通電測(cè)量控制板上的取樣電壓和各基準(zhǔn)電壓基本正常；將手動(dòng)調(diào)壓器接在交流穩(wěn)壓器的輸入端，旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器手柄，使輸入電壓在２２０ｖ上下變化，若聽到控制板上繼電器ｊ１、ｊ２動(dòng)作時(shí)的聲響，說(shuō)明升壓和降壓控制功能正常。查限位開關(guān)ｘｋ１、ｘｋ２完好，用萬(wàn)用表測(cè)電動(dòng)機(jī)兩接線端子上有ｄｃ１２ｖ電壓，斷電后用手轉(zhuǎn)動(dòng)碳刷架未發(fā)現(xiàn)機(jī)械卡滯現(xiàn)象，據(jù)此可推斷電動(dòng)機(jī)已損壞，更換電動(dòng)機(jī)后交流穩(wěn)壓器恢復(fù)正常。因?yàn)槌龉收蠒r(shí)碳刷停留的位置是隨機(jī)的，所以輸入與輸出端的電壓不相等，而是有一個(gè)固定的變比關(guān)系。 ［例２］一臺(tái)ｔｊ５０型５ｋｗ交流穩(wěn)壓器無(wú)電壓輸出，但調(diào)整輸入端的外接手動(dòng)調(diào)壓器，可聽到交流穩(wěn)壓器內(nèi)電動(dòng)機(jī)在兩個(gè)方向均有正常的轉(zhuǎn)動(dòng)聲。
調(diào)整輸入電壓，電動(dòng)機(jī)能正常轉(zhuǎn)動(dòng)，說(shuō)明輸入電壓已加到調(diào)壓變壓器上，且控制電路完全正常，故障原因可能是：調(diào)壓變壓器２２０ｖ抽頭焊點(diǎn)開焊；一次導(dǎo)線螺栓松動(dòng)或接線端子損壞；繼電器ｊ３工作異常。對(duì)前兩項(xiàng)原因斷電后用目測(cè)觀察未見異常；接著通電檢查，發(fā)現(xiàn)延時(shí)結(jié)束時(shí)（延時(shí)燈ｌｅｄ４熄滅）繼電器ｊ３無(wú)動(dòng)作聲響，測(cè)ｊ３線圈兩端有ｄｃ１２ｖ電壓，說(shuō)明繼電器損壞，用同規(guī)格（２５０ｖ、３０ａ）繼電器ｈｇ４１３８代換后故障排除。 ［例３］一臺(tái)ｊｔ３０型３ｋｗ交流穩(wěn)壓器，只能升壓，不能降壓。
開殼，并將外接調(diào)壓器接在該穩(wěn)壓器的輸入端。調(diào)低輸入電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)可按升壓方向旋轉(zhuǎn)；調(diào)高電壓時(shí)電動(dòng)機(jī)無(wú)反應(yīng)。電壓偏高需要降壓是由電壓比較器ａ１．２、三極管ｑ１和繼電器ｊ１等元件控制調(diào)整的，重點(diǎn)檢測(cè)這部分電路的各點(diǎn)電壓。在輸出電壓明顯超過２２０ｖ時(shí)，用萬(wàn)用表測(cè)ａ１．２輸出端{(lán)7}腳電位約為１２ｖ，三極管ｑ１集電極為低電位，均屬正常；測(cè)繼電器ｊ１線圈上有１２ｖ電壓，而其接點(diǎn)未見動(dòng)作，說(shuō)明ｊ１損壞。用同型號(hào)的繼電器（４１００）更換后交流穩(wěn)壓器恢復(fù)正常。?。劾矗荬犚慌_(tái)ｔｊ５０型５ｋｗ交流穩(wěn)壓器不穩(wěn)壓。
開殼，并在輸入端接入手動(dòng)調(diào)壓器。通電并轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)壓器手柄，繼電器ｊ１、ｊ２動(dòng)作正常，但電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。從電原理圖可知，電動(dòng)機(jī)的１２ｖ工作電源除受ｊ１、ｊ２控制外，還要流經(jīng)兩個(gè)限位開關(guān)ｘｋ１和ｘｋ２，現(xiàn)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)電動(dòng)機(jī)上也無(wú)電壓，限位開關(guān)成了重要懷疑點(diǎn)，檢查發(fā)現(xiàn)ｘｋ１損壞開路，更換后交流穩(wěn)壓器恢復(fù)正常。限位開關(guān)開路后切斷了電動(dòng)機(jī)的電流通路，電動(dòng)機(jī)自然不可能轉(zhuǎn)動(dòng)，交流穩(wěn)壓器也就不穩(wěn)壓了。
如圖所示家用交流穩(wěn)壓器的原理與維修電路圖
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