电磁调速电动机

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1、1电机技术与控制电机技术与控制 教案教案任课教师：任课教师： 罗钟祁2010 年年 9 月月2湖南铁道职业技术学院 教教 师师 课课 时时 授授 课课 计计 划划 教师姓名 罗钟祁 课程名称 电机技术与控制实训 授课时数 10 累计课时 10 授课日期授课日期授课班级授课班级电电机机电电器器 091 092 电电机机测测控控 091 092课题课题项目一、电磁调速电动机知识目标知识目标1、认识电磁调速电动机2、学习电磁调速电动机的结构、型号3、学习电磁调速电动机的工作原理4、学习电磁调速电动机的修理及试車5、学习电磁调速电动机的故障分析与排除方法技能目标技能目标1、掌握电磁调速电动机的工作原理

2、2、掌握电磁调速电动机的修理及试車3、熟练分析与排除电磁调速电动机的故障教学目标教学目标态度目标态度目标培养学生懂原理、会操作，做到理论、实践全面发展。培养学生的职业道德、6S 管理水平教学重点教学重点原理、修理、故障处理教学难点教学难点故障处理教学资源教学资源仪器仪表、电磁调速电动机教学参考教学参考书书电工手册上海科学技术出版社、 维修电工技术机械工业出版社、电磁调速电动机控制器使用说明书南京第二调速电机厂教教 学学 过过 程程 设设 计计教学环节教学环节教学内容教学内容教学环境、教学方法、教学环境、教学方法、资源资源时间时间教学教学组织组织检查检查学生出勤、着装情况，学生出勤、着装情况，对

3、对学生安全学生安全训导训导实训室、点名、安全训导10 分钟授课环节1、电磁调速电动机的结构、型号 2、电磁调速电动机的工作原理 3、电磁调速电动机的修理及试車 4、电磁调速电动机的故障分析与排除方法实训室、授课与示范3 小时 50 分钟讨论环节有关电磁调速电动机的知识实训室、学生研讨形式1 小时终结考核针对授课内容提出课题，每组由 1 人作答实训室、学生回答问题1 小时课后小结课后小结总结项总结项总结项目一目一目一实实实施情况施情况施情况3湖南铁道职业技术学院 教教 师师 课课 时时 授授 课课 计计 划划 教师姓名 罗钟祁 课程名称 电气控制实训 1 授课时数 18 累计课时 28 授课日期

4、授课日期授课班级授课班级电电机机电电器器 091 092 电电机机测测控控 091 092课题课题项目二、电磁调速电动机控制器知识目标知识目标1，学习电磁调速控制器的工作原理2、掌握电路安装与调试3，掌握故障处理技能目标技能目标1、掌握电磁调速控制器的工作原理2、熟练完成电路安装与调试3，熟练处理与分析电路故障教学目标教学目标态度目标态度目标培养学生懂原理、会安装与调试，做到理论、实践全面发展。培养学生的职业道德、6S 管理水平教学重点教学重点控制器的工作原理教学难点教学难点控制器的故障处理教学资源教学资源万用表、转速表、电烙铁、电子器件、工具、调速装置教学参考书教学参考书电工手册上海科学技术

5、出版社、 维修电工技术机械工业出版社、电磁调速电动机控制器使用说明书南京第二调速电机厂作作 业业教教 学学 过过 程程 设设 计计教学环节教学环节教学内容教学内容教学环境、教学环境、教学方法、教学方法、资源资源时间时间教学教学组织组织检查检查学生出勤、着装情况，学生出勤、着装情况，对对学生安全学生安全训导训导实训室、点名、进行安全训导10 分钟授课1，电磁调速控制器的工作原理2，电路安装与调试3，电路故障处理实训室、授课与示范3 小时 50分钟实践电路安装与调试实训室、实践指导12 小 时检查与考核过程与完工调试的考核实训室、器材、结果检查全程课后小结课后小结总结项总结项总结项目一目一目一实实

6、实施情况施情况施情况4湖南铁道职业技术学院教教 师师 课课 时时 授授 课课 计计 划划教师姓名 罗钟祁 课程名称 电机技术与控制实訓课后分折 时间班级 课后分析时间班级 课后分析时间班级 课后分祈时间班级 课后分祈5项目一项目一 电磁调速电动机电磁调速电动机（一）（一）教学组织教学组织 1检查学生出勤及着装情况检查学生出勤及着装情况 2安全训导安全训导（二）授课内容（二）授课内容一、电磁调速电动机一、电磁调速电动机电磁调速电动机也称滑差电动机，国外则称 VS 电动机（V S M） 、AS 电动机（A S M）或 EC 电动机（E C M） 。 是一种交流恒转矩调速电动机，通过晶闸管控制可实现

7、交流无极调速。适用于恒转矩负载的各种机械设备，在矿山、冶金、纺织、化工、造纸、印染、水泥等部门得到广泛应用。当用于变负荷的风机、水泵时以转速控制代替传统的节流控制，可取得显著的节能效果。 1 电磁调速电动机的规格型号（1）YCT 系列电磁调速电动机目前我国生产的 YCT 系列电磁调速电动机是全国统一设计的，取代 JZT系列电动机的更新产品，是目前我国推广的节能产品之一。产品型号含义Y C T 4 交流异步 拖动电动机功率挡（A 或 B） 电磁 拖动电动机极数 调速 中心高（2）YDCT 系列換极式电磁调速电动机YDCT 系列电磁调速电动机是 YCT 系列电磁调速电动机的派生产品。它用YD 系列

8、 4/6 极双速三相异步电动机作为拖动电动机，与 JZT6、JZT7 型換极式调速电动机控制器配套使用、可实现宽范围无级调速，并且随着转速的变化，交流异步电动机能自动进行 4 极和 6 极切換。（3）YCTD 系列低电阻电枢电磁调速电动机YCTD 系列电磁调速电动机是风机、泵类专用的电磁调速电动机、由于JZT 和 YCT 系列电磁调速电动机的电磁转差离合器均采用实心钢电枢结构，涡流电阻率高，因此转差率大，电动机运行效率较低。近年来，我国根据国外电磁调速电动机的发展趋势和英国 J.DAVIES 教授提出的“低电阻端环电枢”和6“电枢分层”理论，在 YCT 系列基础上，采用低电阻端环技术研制成功了

9、YCTD 系列风机、泵类专用电磁调速电动机。该系列产品最高输出转速高达原动机额定转速的 95左右，与 YCT 系列相比，效率提高 10以上，因而使调速节能和使用效果更加显著。2电磁调速电动机构造目前国产的 YCT 电磁调速电动机的结构有二种，一种是中小型电机为组合式结构，组合式结构如图 1-1 所示。这种电磁调速电动机的型号有 YCT 系列和JZT2（JZT）系列的 1-7 号机座。图 1-1 图 1-2另一种则为整体式结构，即将异步电动机与电磁转差离合器组装在一个机壳内成为一个整体，原动机转子部分套在空心轴上，空心轴通过轴承装在电动机两端盖上，整体式结构如图 1-2 所示。这种调速电动机的型

10、号有JZTT（JZTT2）系列、JZ2（JZT）系列 8-9 号机座。它们的构造由三相交流笼型异步电动机、电磁转差离合器、测速发电机及控制装置等组成。（1）三相交流笼型异步电动机作为原动机拖动电磁转差离合器电枢一起旋转。功率为 0。6100KW（2）电磁转差离合器电磁转差离合器。实质上也是一台电机，借磁场作用将主动轴的转矩传递到从动轴，即输出轴。离合器有两个旋转部分，一个是电枢，另一个是磁极，因此电磁转差离合器由电枢、爪形磁极等部分组成，如图 1-3 所示。7图 1-31）电枢 也叫转子。为圆筒形钢体，具有导磁、导电的作用，直接装在异步电动机的输出轴上，作为主动外转子，其转速与异步电动机同步。

11、在电枢上铸有或装有风叶、散热筋，起散热作用。2）磁极 磁极为一对相互交叉的爪极，通过非磁性材料将两个爪极焊接成为一个整体装在输出轴上。磁极与电枢之间形成气隙，两者之间无机械硬連接，如图 1-4 所示。磁极上装有励磁绕组，通过集电环由直流电源供电，对线圈励磁。图 1-4电枢作为主动转子与三相异步电动机转子硬連接以恒速旋转，磁极作为从动转子在电枢与静止导磁部分之间旋转，并输出转矩，帶动生产机械运转。电磁转差离合器是一个传递转矩的装置，它把原动机（异步电动机）发出的转矩通过电磁作用传递到负载上。传递的转矩和转速与电磁转差离合器励磁电流的8大小有关。励磁绕组不通电时，从动部分不会转动，相当于离合器分离

12、。直流励磁电流越大，输出的转矩也越大。（3） 测速发电机 为三相永磁式测速发电机，与电磁转差离合器输出轴共轴，起转速负反馈作用来控制电磁转差离合器的转速，使电磁转差离合器稳速，实现自动调速。3电磁调速电动机的工作原理电磁调速电动机的无极调速主要是通过电磁转差离合器来实现的。其工作原理是：当磁极上的励磁线圈通入直流电流后，沿磁极圆周交替产生 N、S 极，磁力线通过爪极气隙电枢气隙爪极形成闭合回路，在原动机起动后，离合器的电枢就随电动机在磁场中以转速 n1 旋转，于是电枢与磁极便有相对运动。根据电磁感应定律可知，电枢切割磁场将产生电动势。由于电枢由整体铸钢做成，就会产生涡流。涡流与磁场互相作用产生

13、电磁力，形成电磁转矩，使磁极带动輸出轴随电枢同方向转动。电磁转差离合器的磁极的转速 n2 取决于励磁电流的大小，其转速 n2 必定小于电枢的转速 n1，即有一定的转差率，若沒有（n1n2）这个转差，电枢中就不能产生涡流，也就沒有电磁转矩了，则电枢与磁极就没有相对运动。若改变励磁电流，即改变磁通，电磁转差离合器在一定负载下的转差率也随之改变，从而改变了输出軸的转速，实现了速度调节，因此改变励磁电流的大小，就可以达到调速的目的。4电磁调速电动机的特点（1）调速范围广，起动性能好，起动转矩大，控制功率小，便于手控、自动和遥控，适用范围广。调速范围可达 1：10（1201200min） ，功率为0.6

14、100KW。（2）调速平滑，可以进行无级调速，但应注意，在一般情况下，电磁转差离合器在不同的励磁电流下的机械特性是很软的，励磁电流越小，特性越软。为了得到比较硬的机械特性，增大调速范围，提高调速的平滑性，应该采用帶转速负反馈的闭环调速系统。（3）结构简单，运行可靠，维修方便，价格便宜。（4）电磁转差离合器适用于通风机负载和恒转矩负载，而不适用于恒功率负载。（5）在低速时效率和输出功率比较低，在一般情况下，电磁转差离合器传递效率的最大值约为 8090。在任何转速下离合器的传递效率 用下式计算：921式中 2离合器输出转速；1传动电动机转速。因传递效率的最大值为 8090，故电磁转差离合器最大输出

15、功率约为传动电动机功率的 8090左右。随着输出转速的降低，传递效率亦相应降低，这是因为电枢中的涡流损失与转差，亦即与离合器的输出转速和输入转速之差成正比的缘故，所以这种调速系统不适宜于长时期处于低速的生产机械。（6）存在不可控区，由于摩擦和剩磁的存在，当负载转矩小于 10额定转矩时可能失控。（7）机械特性软，稳定性差。4电磁调速电动机的机械特性（1）电磁调速电动机的自然机械特性电磁调速电动机的机械特性是指其输出轴上的输出转矩 T 与转速的函数关系 T（） ，且自然机械特性是指没有闭环控制时电动机自身的T（）曲线，如图 1-5 所示。我们从自然机械特性可以看出，在一个励磁电流 I下，存在一条机械特性 曲线，其形状为下垂的，因此，改变励磁电流 I，便得到一族机械特性曲线。 这种电磁调速电动机的机械特性可近似地用下列经验公式表示： IfIfIfIf T2 21KI 式中 1 原动机转速；2 电磁转差离合器输出轴转速；10T2 电磁转差离合器输出轴转矩；I 转差离合器励磁电流；K 与电磁转差离合器类型有关的系数。电磁调速电动机调速，其转差功率 PS为： T11