Schemat elektryczny wytaczarki 2A622-2 na tyrystorach – napęd wrzeciona, diagnostyka, typowe usterki

Pytanie

Schemat elektryczny wytaczarki 2A622-2 na tyrystorach

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Oryginalny, pełny schemat elektryczny wytaczarki 2A622-2 (wersja na tyrystorach) zwykle jest częścią DTR tej maszyny i bywa trudno dostępny publicznie. Mogę pomóc odtworzyć schemat funkcjonalny (blokowy) oraz wskazać typowe rozwiązania i punkty pomiarowe dla napędu tyrystorowego wrzeciona i posuwów w 2A622-2, co w praktyce wystarcza do diagnostyki i napraw.
• Jeśli ma Pan/Pani zdjęcia szafy sterowniczej (front płytek, złącza, tabliczki znamionowe modułów mocy/sterowania), proszę je udostępnić – przygotuję dopasowany schemat ideowy i listę testów krok po kroku.

Kluczowe punkty:

• Napęd wrzeciona: 3-fazowy w pełni sterowany mostek tyrystorowy (B6C) + dławik szeregowy, silnik DC z oddzielnym wzbudzeniem.
• Sterowanie: synchronizacja z siecią, generator impulsów, transformatory impulsowe do bramek, pętle: prędkości (tachogenerator/EMF) i prądowa.
• Zasilanie pomocnicze: transformator wielosekcyjny dla logiki (+/−15 V, +24 V typowo) i prostownik niewysterowany dla wzbudzenia.
• Zabezpieczenia: szybkie bezpieczniki półprzewodnikowe, snubbery RC, nadzór dI/dt i dV/dt, ogranicznik prądu twornika.

Szczegółowa analiza problemu

• Rozwinięcie głównych aspektów

1. Topologia napędu wrzeciona (typowa dla 2A622-2):

• Sieć 3×380/400 V → wyłącznik główny + stycznik + bezpieczniki → transformator zasilający obwody sterowania → mostek tyrystorowy B6C (6×SCR na radiatorach) → dławik L (kilka mH, prąd znam. równy prądowi twornika) → twornik silnika DC.
• Wzbudzenie: osobny prostownik diodowy (jedno- lub trójfazowy) z rezystorem nastawczym; napięcie wzbudzenia stałe lub z ograniczoną regulacją.

2. Sterowanie tyrystorów:

• Synchronizacja fazowa: mały transformator trójfazowy dostarcza sygnały odniesienia (przejścia przez zero).
• Generator impulsów: analogowy przesuwnik fazy/wzmacniacze operacyjne; szerokość impulsów typ. 50–200 µs, prąd bramki 100–300 mA (dobierany do typu SCR).
• Separacja galwaniczna: transformatory impulsowe (po jednym na SCR).
• Snubbery RC przy każdym SCR: typowo 47–100 Ω szeregowo z 47–100 nF/1,6 kV (wartości orientacyjne – należy zweryfikować na płycie).
• Dodatkowe tłumienie: sieć RC lub RCD na zaciskach twornika oraz warystory między fazami sieci.

3. Pętle regulacyjne:

• Prędkość: tachogenerator DC na osi silnika (często 6–10 V/1000 obr/min; dokładną stałą należy odczytać z tabliczki). Napięcie tacho porównywane z zadanym (potencjometr pulpitowy).
• Pętla prądowa: pomiar na boczniku (kilka mΩ; sygnał 50–200 mV przy prądzie znamionowym) lub przekładniku prądowym; szybka ochrona I-limit.
• Kompensacje: I·R twornika, ewentualnie feed-forward napięcia sieci.

4. Posuwy:

• Spotykane dwie szkoły: (a) osobne mniejsze układy tyrystorowe DC dla napędów posuwów, (b) silniki AC 2-biegowe z przełączaniem uzwojeń i stycznikami – zależnie od konkretnej wersji 2A622-2. Bez dokumentacji należy zidentyfikować po tabliczkach silników i przekaźnikach KМ/KV w szafie.

• Teoretyczne podstawy

• Regulacja prędkości DC przez kąt zapłonu SCR: im mniejszy kąt α, tym wyższa średnia wartość napięcia DC; dławik L zapewnia prawie ciągły prąd twornika, zmniejszając tętnienia momentu.

• Stabilizacja prędkości: regulator prędkości (PI) nadrzędny nad pętlą prądową (szybką, zwykle P), klasyczna kaskada.

• Hamowanie: dynamiczne przez odcięcie mostka i dołączenie rezystora hamowania (jeśli przewidziano), lub przeciwprąd (rzadziej – mocno obciąża SCR i silnik).

• Praktyczne zastosowania (diagnostyka/naprawa)

• Minimalny zestaw pomiarowy: multimetr True-RMS, oscyloskop z sondą różnicową/kartą izolowaną, cęgi prądowe DC/AC, megomierz 500–1000 V.

• Punkty kontrolne:

  • Zasilanie logiki: +24 V, +/−15 V (lub +/−12 V w niektórych wykonaniach).
  • Synchronizacja: trzy przebiegi fazowe ~6–15 V AC z trafa synchronizacyjnego.
  • Tacho: napięcie proporcjonalne do obrotów, gładkie DC bez dużych tętnień.
  • Bocznik: narastanie napięcia przy rozruchu do progu ogranicznika prądowego.
  • Bramki SCR: serie impulsów względem odniesienia faz; brak impulsów na jednym z kanałów = pulsacja momentu/„szarpanie”.

Typowe objawy i przyczyny:

• Natychmiastowe wybicie bezpieczników: przebicie jednego z SCR (A–K zwarte) lub zwarcie na szynie DC/silniku.
• Brak regulacji, obroty „uciekają” do góry: przerwa w obwodzie tachogeneratora, zużyte szczotki tacho, zimne luty w dzielniku tacho.
• Nierówna praca: brak impulsów na 1–2 bramkach (uszkodzony transformator impulsowy, tranzystor sterujący, przerwa w złączu).
• Słaby moment: zanik/przygaszone wzbudzenie (sprawdzić prostownik wzbudzenia, uzwojenie i połączenia).

Aktualne informacje i trendy

• W praktyce serwisowej tych maszyn obecnie dominuje:
  • Retrofity napędu DC na nowoczesne cyfrowe sterowniki DC (z zachowaniem silnika) – łatwiejsza integracja, autodiagnostyka, lepsza ochrona SCR/IGBT.
  • Głębsze modernizacje: wymiana silnika DC na asynchroniczny/PM i falownik wektorowy (VFD) ze sprzężeniem z enkodera – zmniejszenie kosztów utrzymania i poprawa dynamiki.
• Dostęp do DTR: najczęściej poprzez firmy remontowe/handel dokumentacją do obrabiarek z byłego ZSRR; fora branżowe bywały pomocne w wymianie skanów (konieczna weryfikacja zgodności wersji).

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Oznaczenia spotykane w szafach:
  • KМ – styczniki, KV/KА – przekaźniki, SF – wyłączniki krańcowe/bezpieczeństwa, FU – bezpieczniki, VD – diody, VS/VT – tyrystory/tranzystory, R/C/L – elementy RLC, BR – mostek.
• Typowe wartości orientacyjne:
  • Prąd twornika (w zależności od mocy silnika, często 20–150 A w tych wielkościach maszyn).
  • Dławik twornika: spadek 1–3 V/A przy prądzie znamionowym (wartość orientacyjna).
  • Snubber SCR: 47–100 nF/1,6–2 kV + 47–100 Ω/3–5 W.
  • Bezpieczniki półprzewodnikowe: klasa aR/gR dobrana na 1,3–1,6× In twornika (sprawdzić katalogowo).

Przykładowe „pseudo-schematy” połączeń (opisowo):

• Sieć L1 L2 L3 → QF (wył. gł.) → KM (stycznik) → FU (bezp.) → TR1 (trafo sterowania) i GB (blok B6C).
• GB (6×SCR) – wyjście +DC → L (dławik) → A (twornik) → −DC, z wyprowadzeniem na bocznik SHUNT.
• Wzbudzenie: L1 L2 → TR2 → BR2 (mostek diod.) → F+ F− (uzwojenie wzbudzenia).
• Tacho: TG+ TG− → płytka regulatora (dzielniki/korekcje) → komparator z zadaną prędkością.

Aspekty etyczne i prawne

• Prace serwisowe wyłącznie przy zachowaniu LOTO i z odłączonym zasilaniem; rozładować kondensatory i sprawdzić brak napięcia.
• Modernizacja istotnie zmieniająca układ napędowy może wymagać ponownej oceny zgodności (bezpieczeństwo funkcjonalne, osłony, obwody zatrzymania awaryjnego).
• Należy dokumentować zmiany w szafie (schematy powykonawcze), by nie pogorszyć bezpieczeństwa użytkowania.

Praktyczne wskazówki

• Procedura wstępna (bez rujnowania układu):

  1. Dokumentacja fotograficzna całej szafy, złącz, numerów przewodów.
  2. Pomiary izolacji silnika (twornik i wzbudzenie) – min. 1 MΩ/500 V (sprawdzić wymagania producenta).
  3. Kontrola diod i SCR wylutowanych/odłączonych – test diody, brak zwarć A–K; gate–cathode ~0,7–1,5 V (w kier. przewodzenia sterowania).
  4. Uruchomienie „na sucho”: zasilanie tylko logiki; sprawdzić napięcia pomocnicze, synchronizację, obecność impulsów bramkowych bez zasilania mocy (lub z lampą szeregową/rezystorem startowym).
  5. Stopniowe dołączanie mocy z żarówką kontrolną/obciążeniem sztucznym; obserwacja prądu twornika i kształtu impulsów.

• Drobne usprawnienia serwisowe:

  • Dodanie gniazd pomiarowych test-point na: tacho, boczniku, bramkach SCR (przez dzielniki i izolację).
  • Wymiana kondensatorów foliowych/papierowych w snubberach na nowe klasy X2/CBB o napięciu ≥1,6 kV.
  • Sprawdzenie skręcenia i chłodzenia radiatorów; odświeżenie pasty termoprzewodzącej (jeśli przewidziano).

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• W 2A622-2 istniały odmiany różniące się wykonaniem posuwów i detalami logiki; wartości elementów i układ okablowania mogły się zmieniać w zależności od rocznika i wyposażenia (np. automatyczne cykle).
• Bez tabliczek znamionowych modułów mocy/sterowania nie da się w 100% podać jednoznacznych wartości – poniższe są bazą do weryfikacji w terenie.

Sugestie dalszych badań

• Proszę odczytać i przesłać: typ silnika wrzeciona (moc, prąd, napięcia A/F), stałą tachogeneratora, oznaczenia płytek sterujących i bloku tyrystorowego (np. „БТУ…”, „ЭПУ…”).
• Jeżeli planowana jest modernizacja: określić wymagany zakres prędkości i momentu, profile cykli, wymagania co do hamowania – dobiorę konkretny napęd DC lub AC (VFD wektorowy) i schemat integracji z obwodami bezpieczeństwa.

Krótkie podsumowanie

• 2A622-2 z napędem tyrystorowym wykorzystuje klasyczny układ: prostownik w pełni sterowany B6C + dławik, silnik DC ze wzbudzeniem, pętlę prędkości (tacho) i pętlę prądową.
• Najczęstsze usterki: przebicia SCR, brak impulsów bramek, problemy z tacho i wzbudzeniem.
• Bez oryginalnej DTR można skutecznie diagnozować i naprawiać, opierając się na standardowej topologii i kontrolowanych punktach pomiarowych.
• Jeśli dostarczą Państwo zdjęcia/oznaczenia elementów – przygotuję dopasowany schemat ideowy, listę części zamiennych i procedurę uruchomienia po naprawie.

Pytanie

Układ sterowania dalej nie reaguje czy można podejrzewa tyrystory. Działa tylko silnik główny obroty wrzeciona z silnika asynchronicznego natomiast dwa silniki napedu posuwów (silniki DC Z tachopradnicą martwe, można wybrać poszczególne osie X, Y Z co potwierdzają lampki kontrolne na wybieraku natomiast nie ma reakcji silników na sygnał Z potencjometru obrotowego nie ma reakcji na załączanie posuwu mechanicznego działa tylko posuw ręczny korbą w osi Y (góra dół wrzecienika) oraz wysuw wrzeciona proszę o dalsze sugestie mimo wszelkich starań nie zdobyłem dokumentacji elektrycznej do tego modelu 2A622-2 rok produkcji 1986 na tyrystorach.

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Tak, podejrzenie uszkodzenia tyrystorów jest uzasadnione, ale przy jednoczesnym braku reakcji wszystkich napędów posuwów DC statystycznie częściej winny jest element wspólny: zasilanie mocy/sterowania, brak „Enable/Start posuwów”, utrata wzbudzenia (field) silników DC lub uszkodzenie generatora impulsów bramek (sterownika SCR).
• Kluczowe punkty:
  • Zweryfikować obecność: 3×AC na wejściu mostka posuwów, napięć pomocniczych (+24 V, ±12/15 V), napięcia wzbudzenia silników DC.
  • Sprawdzić, czy przy próbie posuwu pojawiają się impulsy bramkowe SCR; jeśli nie – usterka sterowania; jeśli tak, a na wyjściu dalej 0 V – usterka elementów mocy/połączeń.
  • Potwierdzić sygnał „Start/Zezwolenie” napędów posuwów oraz ciągłość/tętnienie sygnału tachoprądnicy.

Szczegółowa analiza problemu

• Architektura typowa dla 2A622-2 (rok ~1986, napędy na SCR):

  • Osobny napęd wrzeciona (asynchroniczny) – działa, co potwierdza zasilanie główne i część logiki.
  • Wspólny przekształtnik tyrystorowy dla posuwów DC (czasem jeden blok z przełączaniem na osie X/Y/Z) + płytka sterująca (generator impulsów, regulator prędkości, wejścia: zadanie z potencjometru i sprzężenie z tachoprądnicy).
  • Wspólny zasilacz pomocniczy (+24 V logika, często ±12/±15 V dla analogów) i osobny prostownik wzbudzenia (field) ~90…180 V DC.

• Dlaczego nie działa żadna oś mimo świecenia lampek selektora:

  1. Brak zasilania mocy mostka SCR posuwów (spalony bezpiecznik półprzewodnikowy aR/gR, niezałączony stycznik „posuwy”, brak jednej fazy).
  2. Brak zasilania pomocniczego płytki sterującej (±12/15 V) lub brak synchronizacji z siecią – generator impulsów nie startuje ⇒ brak sterowania bramek wszystkich SCR.
  3. Brak „Enable/Start posuwów” (przerwany łańcuch blokad: E‑STOP, drzwi szafy, termiki, krańcówki) – przekaźnik zgody nie zezwala na generację impulsów.
  4. Utrata napięcia wzbudzenia silników DC – sterownik zwykle blokuje wyjście twornika bez field.
  5. Rzadziej: równoczesne uszkodzenie wielu SCR/diody – zwykle pozostawia ślad w zabezpieczeniach (wybity bezpiecznik, nagrzewanie, „twarde” zwarcie).

• Procedura diagnostyczna (bez schematu, miernik/cęgowy amperomierz, najlepiej też oscyloskop z separacją):

  1. Zasilania pomocnicze:
     • +24 V DC: 24 ±2 V (logika, przekaźniki).
     • ±15 V lub ±12 V DC: dla wzmacniaczy/regulatora. Brak któregokolwiek = napędy posuwów nie wystartują.
     • Sygnał referencyjny dla potencjometru: zwykle +10 V lub +15 V między skrajnymi końcówkami, suwak 0…ref względem GND podczas kręcenia gałką.
  2. Zasilanie mocy:
     • Obecność 3×400 V AC (lub 3×380 V w oryginale) na wejściu mostka posuwów (zaciski R/S/T). Jeśli brak – cofnąć się do bezpieczników i stycznika „posuwy” (czy cewka dostaje +24 V przy próbie startu?).
  3. Wzbudzenie (field) silników DC:
     • Pomiary na F+ / F−: zwykle 90…180 V DC, stabilne po włączeniu maszyny lub po zezwoleniu na posuw. Brak field = brak momentu i/lub blokada sterownika.
  4. Sygnały sterujące i blokady:
     • Wejście „Start/Zezwolenie posuwów” na płytce – przy próbie ruchu powinno pojawić się +24 V. Jeśli nie – szukać przerwy w torze logicznym (E‑STOP, krańcówki, presostaty, termiki, wyłącznik drzwi).
     • Sygnał zadany z potencjometru na wejściu regulatora (0…10 V lub ±10 V). Jeśli stale 0 V – uszkodzony potencjometr/masa/ścieżka.
  5. Tachoprądnice:
     • Rezystancja uzwojenia: kilkanaście–kilkadziesiąt Ω (orientacyjnie).
     • Przy ręcznym obrocie wału: napięcie DC proporcjonalne do prędkości (np. 6–12 V/1000 rpm; przy lekkim kręceniu kilkadziesiąt–kilkaset mV). Przerwa lub zwarcie tacho bywa interpretowane jako błąd – sterownik nie poda napięcia na twornik.
  6. Impulsy bramkowe SCR:
     • Oscyloskop na wyjściach wtórnych transformatorów impulsowych/bramkach SCR: pakiety impulsów zsynchronizowane z siecią (typ. kilkanaście woltów, kilkadziesiąt–kilkaset µs).
     • Brak impulsów na wszystkich kanałach przy poprawnych zasilaniach = uszkodzony generator impulsów/synchronizacja.
     • Impulsy są, a na wyjściu twornika 0 V → podejrzane elementy mocy: SCR, diody prostownicze, połączenia wyjść, styczniki wyboru osi.
  7. Wyjście na twornik (A+ / A−):
     • Przy zadaniu niewielkiej prędkości i „Start”: powinno pojawić się rosnące DC (zależne od kąta zapłonu). Stałe 0 V mimo zgody i impulsów = uszkodzenie mocy/połączeń.
  8. Elementy mechaniczne/połączenia:
     • Szczotki silników i tacho – zużycie/zawieszenie = zanik prądu i sprzężenia.
     • Złącza wtykowe/różne „masy” – często korozja/zimne luty na płytkach sterujących lat 80.

• Szybka macierz przyczyn → test:

  • Nie działa nic na posuwach, lampki osi świecą → najpierw: ±15 V i +24 V, potem field, następnie „Enable/Start”, potem impulsy bramek, na końcu SCR/diody.

Aktualne informacje i trendy

• Typowe naprawy tych układów w 2020–2025:
  • Wymiana kondensatorów w generatorach impulsów (wyschnięte elektrolity), przelutowanie złączy krawędziowych, czyszczenie i docisk sprężyn styków.
  • Zamiana oryginalnych SCR/diody na współczesne odpowiedniki o wyższej odporności di/dt i dV/dt oraz wymiana snubberów RC (kondensatory MKP o wyższym napięciu).
  • Jeśli dokumentacji brak – praktyczny retrofit: nowy cyfrowy napęd DC z wejściem 0–10 V i wejściem tacho (lub nawet AC‑servo + enkoder) – zwiększa niezawodność i bezpieczeństwo, umożliwia diagnostykę błędów na wyświetlaczu.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Oczekiwane wartości (orientacyjne):
  • +24 V logika: 22–26 V; ±15 V: ±14–±16 V; ±12 V: ±11–±13 V.
  • Field: 90–180 V DC (zależnie od motoru/tabliczki).
  • Zadanie prędkości: 0–10 V lub ±10 V; masa wspólna z płytką.
  • Tacho: stała rzędu 6–12 V/1000 obr/min; ważna polaryzacja (odwrotna polaryzacja = „ucieczka” regulatora lub blokada).
• Test SCR (po odłączeniu i rozładowaniu):
  • A–K: brak przewodzenia obustronnie miernikiem „dioda”; G–K: jak dioda ~0,6–0,8 V. Przewodzenie A–K w jednym kierunku → przebicie.
• Snubbery: najczęściej 0,1–0,47 µF MKP + 47–150 Ω; uszkodzenia snubberów podnoszą dV/dt i skracają życie SCR.

Aspekty etyczne i prawne

• Prace przy 400 V AC/180 V DC to ryzyko porażenia i łuku. Obowiązkowo: lockout/tagout, środki ochrony osobistej zgodne z NFPA 70E/OSHA, prace dwie osoby, rozładowywanie DC przed pomiarami.
• Nie mostkować obwodów bezpieczeństwa (E‑STOP, drzwi). Zgodność z NFPA 79/IEC 60204‑1 dla maszyn przemysłowych.

Praktyczne wskazówki

• Kolejność pomiarów (rekomendowana):
  1. +24 V, ±15/±12 V na płytce sterowania posuwów.
  2. Field na zaciskach silnika (F+–F−).
  3. 3×AC na wejściu mostka posuwów i stan bezpieczników/stycznika „posuwy”.
  4. „Enable/Start posuwów” (+24 V na wejściu płytki przy próbie).
  5. Referencja potencjometru i napięcie na suwaku.
  6. Ciągłość/prąd szczotek silników i tacho; napięcie tacho przy ręcznym ruchu.
  7. Impulsy bramkowe; napięcie na wyjściu twornika.
• Dobre praktyki:
  • Dokumentuj zdjęciami każdy etap, opisuj przewody przed wypinaniem.
  • Po wymianie SCR – zawsze sprawdź diody powrotne, snubbery i śruby/izolacje.
  • Jeśli brak oscyloskopu – wiele mówi już sama obecność/ brak „kliknięcia” stycznika posuwów i pobór prądu zasilacza ±15 V przy próbie startu.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Wersje 2A622-2 różniły się wykonaniem napędów; wartości napięć i połączeń mogą się nieznacznie różnić.
• Jednoczesna awaria wszystkich SCR jest mało prawdopodobna bez śladów w zabezpieczeniach; jeśli bezpieczniki całe i brak reakcji globalnie – najpierw szukaj braku zasilania, zgody, field lub synchronizacji.

Sugestie dalszych badań

• Proszę o:
  • Zdjęcie szafy: całość i zbliżenia bloku z radiatorami/SCR oraz płytki sterującej (oznaczenia).
  • Pomiary: +24 V, ±15/±12 V; field F+–F−; 3×AC na mostku; napięcie na potencjometrze (skraje i suwak); czy cewka stycznika „posuwy” dostaje +24 V przy starcie; rezystancja tacho i napięcie przy kręceniu ręką.
• Na podstawie tych danych wskażę dokładne punkty pomiarowe i dalsze kroki (np. które elementy na płytce sprawdzić/ew. zamienniki SCR).

Krótkie podsumowanie

• Tyrystory mogą być przyczyną, ale przy braku reakcji wszystkich posuwów częściej winny jest element wspólny: zasilanie mocy, zasilania pomocnicze, brak „Enable”, brak wzbudzenia lub generator impulsów/synchronizacja.
• Zacznij od weryfikacji napięć pomocniczych, field, obecności 3×AC i sygnału „Start”, potem sprawdź impulsy bramkowe i dopiero w następnej kolejności same SCR. Po wykonaniu powyższych pomiarów łatwo zawęzimy obszar usterki i wskażę konkretną naprawę.