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摘要：本文主要通过对电解设备直流控制原理及各组成部件功能的讲解，分析总结出电解设备在加工中遇到的电源直流控制方面的典型故障，便于同类设备故障的快速准确判断，提高维修的质量和效率。
关键词： 电解，直流控制，直流触发板
引言：
电解设备是利用金属在电解液中发生阳极溶解的原理将工件加工成形的一种特种加工方法，电解加工对于难加工材料，形状复杂或薄壁零件加工具有显著优势，已获得广泛的应用。
在电解机床直流加工的应用过程中，作为维修人员必须掌握其基本工作原理，对于现场加工时遇到问题解决时才能游刃有余，本人通过现场维修，总结出关于直流控制出现各类的故障分析。
1电解直流控制
数控电解机床DJW-15000A，采用北京京仪椿树整流器有限公司的直流电源KGXS-15000/24，该整流设备由整流变压器、整流功率单元和控制操作系统组成，是一种利用可控硅进行整流的电加工直流电源，主回路采用六相半波形式，利用控制板调节输出电压大小，同时配备了电火花保护功能。
1.1电解加工原理
利用金属在电解液中电化学阳极溶解的原理，是一种在高压力、高流速下进行的电化学过程。加工时，工件接直流电源的正极，电极接负极，两极之间保持较小的间隙，电解液从较小间隙中流过，并在电源电压下产生电流，从而使两级之间形成导电通路，从而形成电化学阳极溶解，使得工件金属不断被电解。
1.2直流控制原理
该直流电源的直流控制原理，变压器原边端采用星形接法，输入3相交流380V电源，副边端也采用星形接法，通过副边端进行调压和整流工作，变压器副边端通过2组反相绕组并联，整流采用六相半波形式，通过触发板控制可控硅的导通角，从而控制输出直流的大小。其中电流互感器用于检测输出电流值，电压表用于检测输出直流电压值，可控硅下端接保险，用于防止短路造成可控硅烧坏而进行保护。
1.3直流加工的各项参数要求
电解加工中各项参数较多，如输出直流0-24v，输出电流0-15000A，可控硅冷却水管進出水压力、温度进水压力0.15-0.2 MPa;出水水压≤0.05 MPa;水温度≤35℃，可控硅工作温度15℃-40℃，NaCl电解液浓度12%-18%，电解液压力1-2MPa，加工间隙大小适中、稳定0-0.9mm（由加工电压、进给速度、电解液流动方向、浓度、压力、电导率、工件材料等多因素决定）。
其中直流加工中加工间隙、电解液两大参数为重要指标，通过工艺试验考虑多个因素，确定合理的加工参数，才能保障电解设备高效的去完成加工任务。
1.4同步信号采样说明
该直流电源柜采用的同步变压器的接线方式采用△/Y，交流同步信号采样取值相电压18V，同步电路与主电路同相位，，需要注意的是，如果主变压器接法为11点时，则同步变压器为△/Y11。在设备的检修过程中，我们可以通过示波器比较观察同步电路与主电路是否同相位。
1.5触发板控制分析
直流触发板选用的是陕西昕宇电力电子技术有限公司的HSC6M-1，其主要用于输出触发脉冲，控制可控硅的导通，调节直流输出的大小，同时可以进行加工中火花检测，保证零件正常加工。并对电压、电流反馈信号进行采样，用于监测电压、电流信号的波动，波动过大时将封锁输出脉冲。
在此对各端子接线进行简介，P15、GND接电源，GD-、GD接电位器给定信号用于加工电压的调节，IF、GND接电流反馈信号，U+、U-接电压反馈信号，FA用于复位，F3火花指示灯，HFA用于火花复位，A32、B32、C32接同步采样信号，M1-M6接输出触发信号。
2典型故障分析
2.1故障现象：直流电源无法启动
故障分析与排除：选择外控方式，按下系统控制柜直流电源启动按钮，直流电源无法加上，同时直流指示灯不亮，但当选择内控方式下，可以控制。通过故障现象可以看到直流电源无法启动，只是在外控方式下无法进行，故判断分析是由于内部信号处理或线路故障导致直流电源无法启动。
查阅机床的电气图及PLC信号，发现X17为直流启动按钮，通过查看plc的I/O状态，发现X17输入正常，根据梯形图可以看出M82动作，Y4输出，同时通过Y4输出信号发现，用于控制直流启动继电器KJ3线圈，检查发现KJ3未动作，导致X23直流启动信号未反馈给PLC，直流控制信号也未加到直流电压调节的电位器上，检查KJ3的Y4线路，发现断路，重新焊接后设备恢复正常。
2.2故障现象：加工中电压、电流波动
故障分析与排除：对于加工中出现电压和电流同时波动的情况，分析由于直流电压不稳定导致电流同时跳变，故进行输出直流电压检查，分析影响直流电压稳定的因素有脉冲控制板、同步变压器、可控硅等需要进行逐一排查，确保直流加工电压的稳定。当出现直流加工电压稳定，电流波动的情况时，首先需要排除由于放电间隙中间夹杂杂质的因素，然后在排查可控硅的状态，冷却是否通畅合理，一般由于可控硅的性能下降，有可能导致加工中电流的波动。
2.3故障现象：直流控制柜断路器无法合闸
故障分析与排除：影响断路器无法合闸的原因很多，由外部短路或自身故障等，检查发现断路器输出端有短路现象，由于电解环境中存在大量的盐分附着在电器元件表面，而盐分极易吸附空气中的水分子，使电气元件表面湿度过大，导致电气线路短路无法送电，对电气元件进行清理后恢复正常。如果检查输出端没有短路现象，就需要检查断路器手动是否可以合上，如果可以合上，说明需要检查控制线路或合闸电机等，进行逐步排除，最终消除设备故障。
总结：本文主要通过对DJW-15000数控电解机床直流控制原理进行讲解，针对影响直流控制的相关部件、参数进行介绍，通过本人现场的维修实践积累，总结其维修经验和维修流程，有助于提升同类设备维修人员的技能水平。
参考文献：
[1] 施万红 《电解机床—电气接线图》北京航空制造工程研究所 2010年
[2] 武杰 《KGXS-15000/24硅整流设备使用说明书》 北京京仪椿树整流器有限责任公司 2009年
作者简介：
柳立宏（1984-），男，陕西咸阳（籍贯）， 工程师， 主要从事数控机床维修工作。
关键词： 电解，直流控制，直流触发板
引言：
电解设备是利用金属在电解液中发生阳极溶解的原理将工件加工成形的一种特种加工方法，电解加工对于难加工材料，形状复杂或薄壁零件加工具有显著优势，已获得广泛的应用。
在电解机床直流加工的应用过程中，作为维修人员必须掌握其基本工作原理，对于现场加工时遇到问题解决时才能游刃有余，本人通过现场维修，总结出关于直流控制出现各类的故障分析。
1电解直流控制
数控电解机床DJW-15000A，采用北京京仪椿树整流器有限公司的直流电源KGXS-15000/24，该整流设备由整流变压器、整流功率单元和控制操作系统组成，是一种利用可控硅进行整流的电加工直流电源，主回路采用六相半波形式，利用控制板调节输出电压大小，同时配备了电火花保护功能。
1.1电解加工原理
利用金属在电解液中电化学阳极溶解的原理，是一种在高压力、高流速下进行的电化学过程。加工时，工件接直流电源的正极，电极接负极，两极之间保持较小的间隙，电解液从较小间隙中流过，并在电源电压下产生电流，从而使两级之间形成导电通路，从而形成电化学阳极溶解，使得工件金属不断被电解。
1.2直流控制原理
该直流电源的直流控制原理，变压器原边端采用星形接法，输入3相交流380V电源，副边端也采用星形接法，通过副边端进行调压和整流工作，变压器副边端通过2组反相绕组并联，整流采用六相半波形式，通过触发板控制可控硅的导通角，从而控制输出直流的大小。其中电流互感器用于检测输出电流值，电压表用于检测输出直流电压值，可控硅下端接保险，用于防止短路造成可控硅烧坏而进行保护。
1.3直流加工的各项参数要求
电解加工中各项参数较多，如输出直流0-24v，输出电流0-15000A，可控硅冷却水管進出水压力、温度进水压力0.15-0.2 MPa;出水水压≤0.05 MPa;水温度≤35℃，可控硅工作温度15℃-40℃，NaCl电解液浓度12%-18%，电解液压力1-2MPa，加工间隙大小适中、稳定0-0.9mm（由加工电压、进给速度、电解液流动方向、浓度、压力、电导率、工件材料等多因素决定）。
其中直流加工中加工间隙、电解液两大参数为重要指标，通过工艺试验考虑多个因素，确定合理的加工参数，才能保障电解设备高效的去完成加工任务。
1.4同步信号采样说明
该直流电源柜采用的同步变压器的接线方式采用△/Y，交流同步信号采样取值相电压18V，同步电路与主电路同相位，，需要注意的是，如果主变压器接法为11点时，则同步变压器为△/Y11。在设备的检修过程中，我们可以通过示波器比较观察同步电路与主电路是否同相位。
1.5触发板控制分析
直流触发板选用的是陕西昕宇电力电子技术有限公司的HSC6M-1，其主要用于输出触发脉冲，控制可控硅的导通，调节直流输出的大小，同时可以进行加工中火花检测，保证零件正常加工。并对电压、电流反馈信号进行采样，用于监测电压、电流信号的波动，波动过大时将封锁输出脉冲。
在此对各端子接线进行简介，P15、GND接电源，GD-、GD接电位器给定信号用于加工电压的调节，IF、GND接电流反馈信号，U+、U-接电压反馈信号，FA用于复位，F3火花指示灯，HFA用于火花复位，A32、B32、C32接同步采样信号，M1-M6接输出触发信号。
2典型故障分析
2.1故障现象：直流电源无法启动
故障分析与排除：选择外控方式，按下系统控制柜直流电源启动按钮，直流电源无法加上，同时直流指示灯不亮，但当选择内控方式下，可以控制。通过故障现象可以看到直流电源无法启动，只是在外控方式下无法进行，故判断分析是由于内部信号处理或线路故障导致直流电源无法启动。
查阅机床的电气图及PLC信号，发现X17为直流启动按钮，通过查看plc的I/O状态，发现X17输入正常，根据梯形图可以看出M82动作，Y4输出，同时通过Y4输出信号发现，用于控制直流启动继电器KJ3线圈，检查发现KJ3未动作，导致X23直流启动信号未反馈给PLC，直流控制信号也未加到直流电压调节的电位器上，检查KJ3的Y4线路，发现断路，重新焊接后设备恢复正常。
2.2故障现象：加工中电压、电流波动
故障分析与排除：对于加工中出现电压和电流同时波动的情况，分析由于直流电压不稳定导致电流同时跳变，故进行输出直流电压检查，分析影响直流电压稳定的因素有脉冲控制板、同步变压器、可控硅等需要进行逐一排查，确保直流加工电压的稳定。当出现直流加工电压稳定，电流波动的情况时，首先需要排除由于放电间隙中间夹杂杂质的因素，然后在排查可控硅的状态，冷却是否通畅合理，一般由于可控硅的性能下降，有可能导致加工中电流的波动。
2.3故障现象：直流控制柜断路器无法合闸
故障分析与排除：影响断路器无法合闸的原因很多，由外部短路或自身故障等，检查发现断路器输出端有短路现象，由于电解环境中存在大量的盐分附着在电器元件表面，而盐分极易吸附空气中的水分子，使电气元件表面湿度过大，导致电气线路短路无法送电，对电气元件进行清理后恢复正常。如果检查输出端没有短路现象，就需要检查断路器手动是否可以合上，如果可以合上，说明需要检查控制线路或合闸电机等，进行逐步排除，最终消除设备故障。
总结：本文主要通过对DJW-15000数控电解机床直流控制原理进行讲解，针对影响直流控制的相关部件、参数进行介绍，通过本人现场的维修实践积累，总结其维修经验和维修流程，有助于提升同类设备维修人员的技能水平。
参考文献：
[1] 施万红 《电解机床—电气接线图》北京航空制造工程研究所 2010年
[2] 武杰 《KGXS-15000/24硅整流设备使用说明书》 北京京仪椿树整流器有限责任公司 2009年
作者简介：
柳立宏（1984-），男，陕西咸阳（籍贯）， 工程师， 主要从事数控机床维修工作。