DFC型系列伺服放大器原理及常见故障的分析与处理

伺服放大器是电动执行机构的支撑器件，是自动控制系统不可缺少的核心部件之一。它与电动执行机构配合，接收来自调节器、工控机、DCS、计算机等仪表系统的控制信号，操纵电动执行机构完成调节任务。广泛应用于电站、化工、石油、冶金、轻工等行业。不同厂家的产品内部结构和工作原理，铭牌和串码都差不多，其端子定义也完全一样(即不同品牌可以互相替代)。因此，本文以DFC系列1100伺服放大器为例，简要介绍其原理、常见故障的分析与处理，供同行参考。

一、工作原理

伺服放大器由输入通道、磁放大电路、比较放大电路、功率输出电路、状态显示和电源电路组成。详细的工作原理如图1所示。

该伺服放大器有四个信号输入通道，分别对应图1中的 ~ 端子(对应磁放大器的输入部分)，其中 ~ 为一组； ~ ， ~ ，-都是一组。前三条路径连接到控制输入信号，最后一条连接到反馈信号。实际中使用两个信号输入，即一个是控制信号IC，由调节器、工控机、DCS或其他控制器提供，从端子和输入；另一个是位置反馈信号If，由现场电动执行机构的位置变送器提供，从端子和输入。

磁放大器电路：该部分主要由DK1 ~ DK2、R1-R10、R20 ~ R22、V2 ~ V5等元件组成。它的作用是接收各种输入信号，合成这些信号，并放大它们的偏差信号，供后面的电路使用。磁放大器(图中的DK1和DK2)由四个结构相同的坡莫合金环组成。以DK1为例，它由两个磁环组成，每个磁环上绕有一组交流励磁绕组(即A-X和B-Y)。两个磁环粘合在一起，缠绕四组输入绕组(即-、-、--)和反馈绕组(即-)。

从图中可以看出，每个单臂磁放大器上缠绕的线圈多达8组。两个单臂放大器组成一个推挽式磁放大器。施加在交流励磁绕组上的励磁电压是由变压器T1的次级提供的双18V交流电压，励磁绕组的另一端分别与二极管V2-V3和V4-V5相连。电阻器R8和R9的DC电压之差是磁放大器的输出。信号输入绕组分别接R1 ~ R4，这样可以将每个绕组的内阻统一调整到150，有利于阻抗平衡。12V的DC信号通过R22、W1和R 2l(或R20)提供给偏置绕组，使其产生恒定的DC磁场。调整W1可以改变偏置电流，即磁放大器的零点，改变R22可以调整磁放大器的工作点。R11和R6是磁放大器输出的反馈电阻。从磁放大器的输出端取出一部分电压，连接到反馈绕组，形成磁放大器的负反馈。磁放大器是利用DC电流来改变导磁体导磁体，使交流绕组的电感发生变化，从而控制交流绕组中的电流值。改变R11和R6可以将磁放大器的输出调整到零。但当控制绕组中有输入信号时，由于两个单臂绕组中直流电流方向相反，一组磁环的磁导率和电感减小，励磁绕组的电流增大。但是另一个励磁绕组电流减小。因此，电阻R8和电阻R9的压降不相等，磁放大器有电压输出，使得磁放大器的输出电压反映了输入电流的变化。磁放大器有三个控制绕组(输入、反馈和偏置绕组)，它们的输入信号由磁环中产生的磁通量叠加而成，可以相互隔离。磁放大器的放大倍数主要取决于磁环的磁导率和控制绕组的匝数。当输入信号的代数和为150 A时，推挽式磁放大器的输出电压约为1V。

放大电路主要由双电压比较器LM393及其外围器件组成。LM393由两个独立的精密电压比较器组成，失调电压低至2。0.该IC采用单电源设计，适用电压范围广。并且可以直接与TTL和CMOS逻辑电路接口。只要同相输入端的电压高于反相输入端的电压，其输出端就会输出高电平；否则，输出低电平。需要注意的是，在电路的实际使用中，应在其输出端(即、脚)增加一个上拉电阻，即在输出端与电源正端之间连接一个几百欧姆到几千欧姆的电阻，如图1中的R12、R15。

该部分工作过程如下：12V电压经R27、W2、R28分压后，约为0。678V电压从W2的中心抽头取出，并作为参考电压施加到IC2的反相输入端和。当输入信号IC-IF 0 & gt；(并且超过死区)，IC2引脚的同相输入端的电压从0增加到0。超过引脚的678V，V的引脚的输出端从静态0跳变。258伏对2伏。7V，通过R16施加到正相驱动管V9的基极；当IC-IFV 时，引脚输出也从静态0跳变。258伏对2伏。7V，通过R13施加到逆变器驱动器V8的基极；然而，当Ic-if=0(或不超过死区)时，比较器没有输出动作。C5-C8用于过滤前一级的输入信号。IC2(LM393)的引脚功能定义及路上实测数据见附表，可作为维修时的参考。