《电磁调速电动机工作原理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电磁调速电动机工作原理（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电磁调速电动机工作原理-6-040:6:5|分类：电机 标签： |字号大中小订阅 电磁调速异步电动机又称滑差电机,它是一种恒转矩交流无级变速电动机。由于它具有调速范畴广、速度调节开滑、起动转矩大、控制功率小、有速度负反馈的自动调节系统时机械特性硬度高等一系列长处,因此在印刷机及骑马订书机、无线装订高频烘干联动机中都得到广泛应用。如80型对开立式停回转凸版印刷机、 JS201型对开双面胶印机，205型对开单色胶印机、J2108型对开单色胶印机、P880-0A型对开四色胶印机等印刷机械采用这种电动机就更能符合印刷工艺规定。烘版机采用这种电动机调速后,能有效地控制胶膜厚度,操作十分以便。骑马订书机采
2、用这种电动机调速,可以根据书刊的规定相应地调节转速而提高书刊装订质量。 带有速度负反馈的电磁调速异步电动机的重要缺陷是：在空载或轻载（不不小于10%额定转矩）时,由于反馈局限性，会导致失控现象；在调速时,随着转速减少,离合器的输出功率和效率也相应地按比例下降。因此此电机合用于长期高速运转和短时间低速运转。为适应印刷机低速运转的需要,在采用电磁调速异步电动机作主驱动的印刷机中往往再配装一台三相异步电动机作为低速电机使用。现将该电动机工作状况作简要简介 一、电磁调速异步电动机构造与工作原理 电磁调速异步电动机是由一般鼠笼式异步电动机、电磁滑差离合器和电气控制装置三部分构成。异步电机作为原动机使用，
3、当它旋转时带动离合器的电枢一起旋转,电气控制装置是提供滑差离合器励磁线圈励磁电流的装置。这里重要简介电磁滑差离合器,图219是其构造示意图。它涉及电枢、磁极和励磁线圈三部分。电枢为铸钢制成的圆筒形构造，它与鼠笼式异步电动机的转轴相连接,俗称积极部分;磁极做成爪形构造,装在负载轴上,俗称从动部分。积极部分和从动部分在机械上无任何联系。当励磁线圈通过电流时产生磁场，爪形构造便形成诸多对磁极。此时若电枢被鼠笼式异步电动机拖着旋转,那么它便切割磁场互相作用，产生转矩，于是从动部分的磁极便跟着积极部分电枢一起旋转,前者的转速低于后者,由于只有当电枢与磁场存在着相对运动时,电枢才干切割磁力线。磁极随电枢旋
4、转的原理与一般异步电动机转子跟着定子绕组的旋转磁场运动的原理没有本质区别,所不同的是：异步电动机的旋转磁场由定子绕组中的三相交流电产生，而电磁滑差离合器的磁场则由励磁线圈中的直流电流产生,并由于电枢旋转才起到旋转磁场的作用。 图9 电磁滑差离合器基本构造示意图 1原动机 -工作气隙 3-主轴 -输出轴 5-磁极6-电枢电磁滑差离合器的机械特性可近似地用下列经验公式表达： n=0-K4f 式中：n0-离合器积极部分（鼠笼电动机)的转速; n离合器从动部分(磁极)的转速; f-励磁电流； K-与离合器构造有关的系数; T离合器的电磁转矩。当稳定运营时,负载转矩与离合器的电磁转矩相等。由上述公式可知
5、：（1）当负载一定期，励磁电流If的大小决定从动部分转速的高下，励磁电流愈大，转速愈高；反之,励磁电流愈小，转速就愈低。根据这一特性,可以运用电气控制电路非常以便地调节从动部分的转速。(2)当励磁电流一定期，从动部分转速将随着负载转矩增长而急剧减少，并且这种下降在弱励磁电流的状况下更加严重,如图2-0所示,它具有较软的机械特性,这种软的机械特性在许多状况下,不能满足生产机械的规定。为了获得范畴较广，平滑而稳定的的调速特性,一般采用速度负反馈的措施,使电磁滑差离合器具有如图2-0所示的硬机械特性。图22 电磁调速异步电动机机械特性曲线图22为带有速度负反馈的电磁调速异步电动机原理框图。它是运用测
6、速发电机把离合器的输出速度n换成交流电压,再经整流器变成直流电压U-。将 U-送入比较元件,与给定直流励磁电压Uf进行比较。得电压差Uf-U。因此输入离合器的励磁电流I不是正比于励磁电压Uf,而是正比于电压U。由于U（U-）的大小与转速有关,n增大，(U）变大。减小,U（U-)变小。因此,在给定直流励磁电压Uf有变状况下，输入的励磁电流If的大小与转速n有关，即随着n的下降或上升,励磁电流If将自动增长或减小,由于负反馈的作用,提高了电磁离合器机械特性的硬度，这时调速的参数不再是电流If将自动增长或减小，由于负反馈的作用,提高了电磁离合器机械特性的硬度,这时调速的参数不再是电流If而是电压Uf
7、。显然，给定励磁电压Uf愈高，则转速n愈高;反之则转速愈低，如图20b所示。图2-21 带有速度负反馈的电磁调速异步电动机框图 从图中可以看出:在空载或轻载（不不小于1%额定转矩)时,由于反馈量局限性，会导致失控现象，此外,在调速时，随着转速减少,离合器的输出功率和效率也相应地按比例下降。二、电磁调速异步电动机的起动与调速电磁调速异步电动机的起动。该电动机与转运惯量较大的工作机械之间装有滑差离合器,起动时可以逐渐增长电流，能很平滑地起动。在阻力较大的拖动系统中，例如J220胶印机,电动机往往不能带负载直接起动，这时可在起动前先断开离合器的励磁电源，使鼠笼电动机先空载起动,然后再接上励磁电源就可
8、起动了。 .电磁调速异步电动机的调速。由电磁调速异步电动机的工作原理知,电磁调速异步电动机的速度调节，可通过调节滑差离合器的励磁电流来实现。下面简介两种调节滑差离合器励磁电流的电路。 （1)用调压器调速。在图222中，是用调压变压器来变化励磁电流的整流器电源电压，以达到调速的目的。在此系统中,没有速度负反馈,电机的机械特性较软,一般可用于规定不高的调速差系统中。例如,制铜锌版使用的无粉腐蚀机，胶印制版的烘版机等。 图22 用调压变压器控制的调速电路由于这种控制线路构造简朴,便于维护，因此在印刷机构中仍有实用意义。在图2-2中，C是单机调压变压器,初级电压220，次级电压为0-2V。整流元件是2
9、CZ型硅二极管，型号的选择应根据离合励磁线圈的功率或电流来拟定。从电路图可看出,只要变化调压变压器的次级电压，就能变化整流输出直流电压，即变化滑差离合器励磁电流,这样就能调节电机的转速。（）速度负反馈电磁调速异步电动机控制电路。目前广泛采用品有速度负反馈的滑差离合器的控制装置，来实现宽范畴无级调速,它比起其他调速电动机来说，具有如下重要长处： 交流无级调速，机械特性硬度较高; 构造简朴、工作可靠、维护以便、价格低廉;调速范畴大，用在像印刷机这样的恒转矩负载时，一般可达10:1，有特殊规定(如轮转机）时亦可达0：1； 可调节转矩。在现代化的联合轮转机中，都应用了自动化的纸张拉紧机械,它可以达到随
10、着卷筒纸直径的变化，调节离合器的转矩经保持拉力不变。下面以LK-10型调速装置为例，阐明电磁调速异步电动机的调速线路的构成及其工作原理。图2为ZLK10自动调速系统的方框图,由图可知，它由给定电压、速度负反馈、放大器、触发电路、可控硅(晶闸管）整流等环节构成，图2-2是其原理图。下面对它的基本环节进行分析。 图 2-2 ZLK10自动调速系统的基本构成 给定电压环节。给定电压环节起始于变压器TC副边5端、6端间的绕组。2V的交流电压经VD2、整流并经C2、R2、3滤波和VZ稳压，得到16V的直流电压。最后由R5和P4“定速”档的转速。“运转”、“定速”由中间继电器KA3控制。 转速反馈环节。Z
11、K1自动调速系统是采用三相交流测速发电机B对转速进行采样。所得交流经VD8-D3整流和C8、R13、R2、3 滤液后,得到反馈电压,通过R传至放大器的输入端。由于不同测速发电机警捷度之间存在差别,因此采用2对反馈电压进行调节。转速表V的刻度值依托 RP3调节。电容器C7用于减轻反馈电压的脉动，有助于调速系统动态稳定性的提高。 放大器。放大器是以晶体管V为核心构成。二极管V、D5、VD6用作双向限幅保护,以避免2的发射结承受过高的电压。给定电压与转速反馈电压通过电阻R6、R7和R8进行组合,形成输入信号,其值正比于上述两个电压之差。这个差值经V放大后可影响V2的集电极电位，对单结晶体管触发脉冲形
12、成电路进行控制。 触发电路。单结晶体管触发电路的电源是由V1、VD3、R与变压器TC的6、7绕组构成。TC的6、端输出V交流电压,当为负半周期时,V1截止，1集射极间电压为16,如图2-25所示;当7.端输出为正半周期时，经VD整流后加到V1的集射极上使1饱和导通,el=0,放大器与触发电路不能工作,如图2-25b所示。由V和R11构成的恒流源，再加上电容器6,能产生锯齿波用作移相，如图2-25c所示。其原理是这样的：设V3和R11恒流源的恒定电源是I0,恒定电流向C充电，Uc6=1/Ct0Iod,使C上的电压上升,当上升到单结管U的峰值时单结管导通6放电。放电到VU的谷值时又重新充电。而恒定
13、电流0的大小又受放大器输出电压的控制。如当V2的输入电压增大，V3的基极电压就减少,V更加导通，V3集电极电流增大,这样充放电速度加快，可控硅触发提前,如图22所示，导通角增大，导致励磁电压增大，如图2-5e所示；同理2的输入电压减小时，减小，导致导通角减小,励磁电压减小。可见输入电压的大小可以控制可控硅的触发时刻。触发器最后在V的第一基极通过脉冲变压器TV输给晶闸管的控制极。二极管VD7用以短路负脉冲，避免可控硅因控制极浮现负脉冲而击穿。 可控硅整流电路。该系统采用可控硅单相半波整流电路，波形如图25e所示。整流电路的输出控制转差离合器的励磁线圈来产生励磁电流并最后影响电机的转速。图中R、C
14、和热敏电阻RV均对可控硅有过压保护作用。VD1为续流二极管,其作用是,正半周时由于可控硅导通而使离合器工作;负半周时可控硅不导通,励磁线圈产生的反向电动势可通过形成放电回路,使线圈中的电流持续，从而使离合器工作稳定。图 224 ZK-10型调速系统的电路 图2-5L-10型调速系统电路工作波形综合上述，当ZLK-1自动调速系统处在“运转”状态,也就是调速状态时,通过调节电位器RP4变化电压给定环节的电压,来变化电动机的转速。例如调节 4使给定电压增大,这时转速负反馈系统给出的电压U-保持不变,输入到V2的电压U增长,由V3和1出增大,滑差离合器的励磁电流增大,最后电动机转速变快。调速过程如下：fUUc充电加快Ug触发提前In 当ZLK10调速系统置于“定速”状态,也就是稳速状态时,通过调速系统可以稳定由于负载L变化而引的转速变化。例如当负载变小时,电机转速将变快,转速负反馈电路给出的电压U将增大,通过6、7、8给出的比较电压U将减小，这样6充电速度变慢,单机转速变慢。通过这样的所馈过程将使电机的转速基本不变。稳速过程如下：-UUc充电变慢g触发滞后f
