第3章-电磁调速异步电动机分解

第二节电磁调速异步电动机一、结构二、工作原理三、起动与调速四、ZLK－10型调速装置的组成及其工作原理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。由于印刷机为恒转矩负载，因而在印刷机中有着广泛的应用。一、结构与工作原理1、结构：（1）组成：由普通不调速的三相交流异步电动机加上电磁离合器组成。由交流电源供电由直流电源供电离合器的主动轴与电动机轴联接离合器的从动轴与工作机构联接离合器的主从动轴之间没有机械联接，通过电磁感应建立联系电动机的转速不变，获得不同的转速是由电磁离合器完成的。工作机构的转速与电磁离合器的电压有关。电磁离合器（2）电磁滑差离合器3输出轴异步电机离合器的从动轴6电枢离合器的主动轴5磁极构成：电枢（主动轴）、磁极（从动轴）和励磁线圈电机带动电枢旋转切割磁场产生e和i产生转矩从动轴跟着电枢一起旋转机械负载旋转起来直流电流产生磁场输出机械能量转动原理式中：n0－离合器主动部分（电动机）的转速；n－离合器从动部分（磁极）的转速；If－励磁电流；K－与离合器结构有关的系数；T－离合器的电磁转矩。当稳定运行时，负载转矩与离合器的电磁转矩相等。机械特性420fIKTnn经验公式：（1）调速：当负载一定时，If的大小决定n的高低。即：If↑→n↑；If↓→n↓。（2）软的机械特性：当励磁电流If一定时，n将随着负载转矩增加而急剧降低。即：T↑→n↓↓这种软的机械特性在许多情况下，不能满足生产机械的要求。420fIKTnnUf（3）提高机械特性硬度的方法：采用闭环控制测速发电机把n交流U～’再整流直流U－。U－与给定直流励磁电压Uf进行比较。电压差△U=Uf－U－。If正比于△U。而U～(U－)的大小与转速n有关。即：Uf↑→△U↑→If↑→n↑工作原理：给定Uf时，转速n的自动调整过程：即：当n↓→U～↓→U↓→△U↑→If↑→n↑调速的方法：调节Uf。优点：调速范围广、速度调节平滑、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优点。缺点：在空载或轻载（小于10％额定转矩）时，会造成失控现象；在调速时，随着转速降低，离合器的输出功率和效率也相应地按比例下降。所以此电机适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。二、起动与调速1．起动：起动时可以逐渐增加电流，能很平滑地起动。在阻力较大的拖动系统中，例如J2203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起动了。（1）用调压器调速在此系统中，没有速度负反馈，电机的机械特性较软，一般可用于要求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。2．调速：调节滑差离合器的励磁电流。（2）速度负反馈电磁调速ZLK－10型调速装置的组成及其工作原理：基本组成：给定电压环节转速反馈环节放大环节触发电路可控硅整流R8两种调速状态①给定电压环节：Uf24V的交流电压经、整流、滤波和稳压，得到16V的直流电压。直流稳压电源的组成“定速”档转速：由RP1分压得到。“运转”档转速：由R5和RP4分压得到。②转速反馈环节测速发电机BR对转速采样得交流U～整流和滤波后得到反馈电压U－经过R8传至放大器的输入端。R8RP2:调节反馈电压；RP3调节转速表PV的刻度值；C7：减轻反馈电压的脉动，提高调速系统动态稳定性。以晶体管V2为核心组成。二极管VD4、VD5、VD6用作双向限幅保护。Uf与U－通过电阻R6、R7和R8进行组合，形成输入信号，其值正比于△U=Uf－U－。这个差值经V2放大后可影响V2的集电极电位，对单结晶体管触发脉冲形成电路进行控制。③放大器R8④触发电路电源:由V1、VD3、R4与TC的6、7绕组组成。TC的6、7端输出3V交流电压，当为负半周期时，V1截止，V1集射极间电压为16V当为正半周期时，V1饱和导通，Vcel=0，放大器与触发电路不能工作由V3和R11组成的恒流源，再加上C6，能产生锯齿波用作移相。触发电路的移相：例如：当V2的输入电压增大，充放电速度加快，可控硅触发提前，励磁电压增大；输入电压的大小可以控制可控硅的触发时刻。⑤可控硅整流电路：单相半波整流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终影响电机的转速。R1、C1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经过VD1形成放电回路，使线圈中的电流连续，从而使离合器工作稳定。调节RP4改变电压给定环节的电压Uf改变电动机的转速n。三、两种工作状态1、“运转”状态（调速状态）Uf↑→△U↑→Uc充电加快→Ug触发提前→If↑→n↑例如：可以稳定由于负载RL变化而引的转速变化。2、“定速”状态（稳速状态）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，经过R6、R7、R8给出的比较电压△U将减小，这样C6充电速度变慢，电机转速变慢。经过这样的所馈过程将使电机的转速基本不变。RL↓→n↑→U－↑→△U↓→Uc充电变慢→Ug触发滞后→If↓→n↓直流稳压电源小功率直流稳压电源的组成功能：把交流电压变成稳定的大小合适的直流电压u4uou3u2u1负载稳压滤波整流交流电源变压返回电磁离合器在机器运转过程中，可使两轴随时接合或分离的一种装置。它可用来操纵机器传动的断续，以便进行变速或换向。23Fa213Fa1返回