電磁調(diào)速三相異步電動機(jī)工作原理.doc

電磁調(diào)速電機(jī)電磁調(diào)速電機(jī)是一種控制簡單的交流調(diào)速電動機(jī)，由Y系列三相異步電動機(jī)、渦流離合器(又稱電磁轉(zhuǎn)差離合器或滑差離合器)和測速發(fā)電機(jī)組成，通常與JZT系列 及YGT系列控制器(或其他控制裝置)組成一套具有測速負(fù)反饋系統(tǒng)的交流無級調(diào)速驅(qū)動裝置，能在比較寬廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進(jìn)行平滑的無級調(diào)速，結(jié)構(gòu)簡單，運行 穩(wěn)定，實用可靠，維護(hù)方便。設(shè)備投資少；起動性能好，起動轉(zhuǎn)矩大，起動平滑；控制功率??；調(diào)速精度高，調(diào)速范圍廣，無失控區(qū)等優(yōu)點，作為工業(yè)恒轉(zhuǎn)矩或遞減 轉(zhuǎn)矩的負(fù)載機(jī)械的無級調(diào)速之用，尤其適宜作流量變化較大的泵和風(fēng)機(jī)負(fù)載拖動之用，能夠獲得良好的節(jié)能效果。 JZT系列及YGT系列電磁調(diào)速電動機(jī)（滑差電動機(jī)）相配套的控制設(shè)備。用于手動操作，能向單臺電機(jī)離合器的勵磁繞組提供可調(diào)直流電壓，使之實現(xiàn)寬范圍無級調(diào)速。為了提高滑差電機(jī)的機(jī)械特性硬度和抗干擾性能，本控制器采用速度負(fù)反饋及電壓微分負(fù)反饋電路的反饋系統(tǒng)。 故障現(xiàn)象 故障原因 排除方法 1.離合器轉(zhuǎn)速不能調(diào)節(jié)、僅能告訴運行不能低速運行（失控） （1）滑差空載運行。 （2）“速度反饋”調(diào)節(jié)電位器在極限位置（未加反饋） （1）加上一定的負(fù)載（大于10%的額定轉(zhuǎn)矩） （2）轉(zhuǎn)動“反饋電位器”并按五章方法調(diào)整。 2.電壓電網(wǎng)波動嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。 （1）WB穩(wěn)壓管損壞 （1）更換穩(wěn)壓管WB并調(diào)整W5使至電流不致過大或過小，測量WB兩端電壓18V左右為正常。 3.某一轉(zhuǎn)速運行時、周期性擺動現(xiàn)象嚴(yán)重。 （1）勵磁線頭接反（周期振蕩） （2）電容損壞（非周期性振蕩） （1）改變接線極性。更換徑向磁鋼。 （2）更換 電容 4.接通電源保險絲熔斷。 （1）引出線接錯 （2）續(xù)流二極管ZP接反或擊穿 （3）變壓器初級短路 （4）壓敏電阻Ry被電源過壓擊穿而短路 （5）KP可控硅損壞短路 （1）檢查及整理線路。 （2）檢查續(xù)流二極管ZP及可控硅KP，若損壞應(yīng)更換。 （3）檢查及修理變壓器TB。 （4）更換壓敏電阻。 5.接通電源指示燈、轉(zhuǎn)動調(diào)速電位器，離合器不轉(zhuǎn)。 （1）調(diào)速電位器短路 （2）接線開路 （3）晶體管損壞 （4）變壓器次級沒有電壓 （5）晶體管開路或損壞 （6）可控硅KP開路。 （7）電路插板插腳有塵污接觸不良 （8）可控硅供電的電壓與同步信號電壓極性接錯 （9）脈沖變壓器極性接反 6.當(dāng)突然升速時離合器不轉(zhuǎn)動，而在極緩轉(zhuǎn)動調(diào)速電位器時，離合器才能轉(zhuǎn)動，或動一下就停止。 （1）由于譴責(zé)放大器輸出電壓過高即“移相過頭”供KP開放角度過大而關(guān)閉，其原因一般是溫度升高引起。 抽出控制箱底座，調(diào)整控制賄賂板上的電位器使之阻值增加到使KP開方角回復(fù)為止，最后亦可加大R4阻值進(jìn)行溫度補償。 7.特性硬度下降，調(diào)速電位器已到零位仍有勵磁電壓輸出。 （1）起始零位調(diào)節(jié)不當(dāng) （2）環(huán)境溫度過高。 （1）調(diào)整調(diào)速電位器在零位時可控硅無輸出為止， （2）降低溫度45以下 8.表頭指示轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速不一致，或無法調(diào)節(jié)（過低）。 （1）由于永磁式速測發(fā)電機(jī)退磁造成。 （2）速測發(fā)電機(jī)有一相短路或斷線。 （1）調(diào)節(jié)電位器（轉(zhuǎn)速表校正）使之阻值減少 （2）測量測速發(fā)電機(jī)三相電壓是否對稱。 9.離合器只能低速運行不能升速。 （1）續(xù)流二極管損壞后開路 （2）反饋量過大。 （1）更換二極管 （2）調(diào)節(jié)“反饋量調(diào)節(jié)”電位器使之運行正常。電磁調(diào)速異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理電磁調(diào)速異步電動機(jī)是由普通鼠籠式異步電動機(jī)、電磁滑差離合器和電氣控制裝置三部分組成。異步電機(jī)作為原動機(jī)使用，當(dāng)它旋轉(zhuǎn)時帶動離合器的電樞一起旋 轉(zhuǎn)，電氣控制裝置是提供滑差離合器勵磁線圈勵磁電流的裝置。這里主要介紹電磁滑差離合器，下圖是其結(jié)構(gòu)示意圖。它包括電樞、磁極和勵磁線圈三部分。電樞為鑄鋼制成的圓筒形結(jié)構(gòu)，它與鼠籠式異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸相連接，俗稱主動部分；磁極做成爪形結(jié)構(gòu)，裝在負(fù)載軸上，俗稱從動部分。主動部分和從動部分在機(jī)械上無任何聯(lián)系。當(dāng)勵磁線圈通過電流時產(chǎn)生磁場，爪形結(jié)構(gòu)便形成很多對磁極。此時若電樞被鼠籠式異步電動機(jī)拖著旋轉(zhuǎn)，那么它便切割磁場相互作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，于是 從動部分的磁極便跟著主動部分電樞一起旋轉(zhuǎn)，前者的轉(zhuǎn)速低于后者，因為只有當(dāng)電樞與磁場存在著相對運動時，電樞才能切割磁力線。磁極隨電樞旋轉(zhuǎn)的原理與普 通異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子跟著定子繞組的旋轉(zhuǎn)磁場運動的原理沒有本質(zhì)區(qū)別，所不同的是：異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場由定子繞組中的三相交流電產(chǎn)生，而電磁滑差離合器的磁 場則由勵磁線圈中的直流電流產(chǎn)生，并由于電樞旋轉(zhuǎn)才起到旋轉(zhuǎn)磁場的作用。電磁滑差離合器基本結(jié)構(gòu)示意圖1-原動機(jī) 2-工作氣隙 3-主軸 4-輸出軸 5-磁極 6-電樞電磁調(diào)速異步電動機(jī)的起動與調(diào)速電磁調(diào)速異步電動機(jī)的起動與調(diào)速1電磁調(diào)速異步電動機(jī)的起動。該電動機(jī)與轉(zhuǎn)運慣量較大的工作機(jī)械之間裝有滑差離合器，起動時可以逐漸增加電流，能很平滑地起動。在阻力較大的拖動系統(tǒng)中，例如J2203膠印機(jī)，電動機(jī)往往不能帶負(fù)載直接起動，這時可在起動前先斷開離合器的勵磁電源，使鼠籠電動機(jī)先空載起動，然后再接上勵磁電源就可起動了。2電磁調(diào)速異步電動機(jī)的調(diào)速。由電磁調(diào)速異步電動機(jī)的工作原理知，電磁調(diào)速異步電動機(jī)的速度調(diào)節(jié)，可通過調(diào)節(jié)滑差離合器的勵磁電流來實現(xiàn)。下面介紹兩種調(diào)節(jié)滑差離合器勵磁電流的電路。（1）用調(diào)壓器調(diào)速。是用調(diào)壓變壓器來改變勵磁電流的整流器電源電壓，以達(dá)到調(diào)速的目的。在此系統(tǒng)中，沒有速度負(fù)反饋，電機(jī)的機(jī)械特性較軟，一般可用于要求不高的調(diào)速差系統(tǒng)中。例如，制銅鋅版使用的無粉腐蝕機(jī)，膠印制版的烘版機(jī)等。由于這種控制線路結(jié)構(gòu)簡單，便于維護(hù)，所以在印刷機(jī)構(gòu)中仍有實用意義。TC是單機(jī)調(diào)壓變壓器，初級電壓220V，次級電壓為0250V。整流元件是 2CZ型硅二極管，型號的選擇應(yīng)根據(jù)離合勵磁線圈的功率或電流來確定。從電路圖可看出，只要改變調(diào)壓變壓器的次級電壓，就能改變整流輸出直流電壓，即改變 滑差離合器勵磁電流，這樣就能調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。（2）速度負(fù)反饋電磁調(diào)速異步電動機(jī)控制電路?，F(xiàn)在廣泛采用具有速度負(fù)反饋的滑差離合器的控制裝置，來實現(xiàn)寬范圍無級調(diào)速，它比起其它調(diào)速電動機(jī)來說，具有以下主要優(yōu)點：交流無級調(diào)速，機(jī)械特性硬度較高；結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、維護(hù)方便、價格低廉；調(diào)速范圍大，用在像印刷機(jī)這樣的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時，一般可達(dá)10：1，有特殊要求（如輪轉(zhuǎn)機(jī)）時亦可達(dá)50：1；可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩。在現(xiàn)代化的聯(lián)合輪轉(zhuǎn)機(jī)中，都應(yīng)用了自動化的紙張拉緊機(jī)械，它可以達(dá)到隨著卷筒紙直徑的變化，調(diào)節(jié)離合器的轉(zhuǎn)矩經(jīng)保持拉力不變。下面以ZLK10型調(diào)速裝置為例，說明電磁調(diào)速異步電動機(jī)的調(diào)速線路的組成及其工作原理。給定電壓環(huán)節(jié)。給定電壓環(huán)節(jié)起始于變壓器TC副邊5端、6端間的繞組。24V的交流電壓經(jīng)VD2、整流并經(jīng)C2、R2、C3濾波和VZ穩(wěn)壓，得到16V的直流電壓。最后由R5和RP4“定速”檔的轉(zhuǎn)速?！斑\轉(zhuǎn)”、“定速”由中間繼電器KA3控制。轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)。ZLK10自動調(diào)速系統(tǒng)是采用三相交流測速發(fā)電機(jī)BR對轉(zhuǎn)速進(jìn)行采樣。所得交流經(jīng)VD8VD13整流和C8、R13、RP2、 RP3濾液后，得到反饋電壓，經(jīng)過R8傳至放大器的輸入端。由于不同測速發(fā)電機(jī)靈敏度之間存在差異，所以采用RP2對反饋電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)速表PV的刻度 值依靠RP3調(diào)節(jié)。電容器C7用于減輕反饋電壓的脈動，有利于調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性的提高。放大器。放大器是以晶體管V2為核心組成。二極管VD4、VD5、VD6用作雙向限幅保護(hù)，以避免V2的發(fā)射結(jié)承受過高的電壓。給定電壓與轉(zhuǎn)速反饋 電壓通過電阻R6、R7和R8進(jìn)行組合，形成輸入信號，其值正比于上述兩個電壓之差。這個差值經(jīng)V2放大后可影響V2的集電極電位，對單結(jié)晶體管觸發(fā)脈沖 形成電路進(jìn)行控制。觸發(fā)電路。單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的電源是由V1、VD3、R4與變壓器TC的6、7繞組組成。TC的6、7端輸出3V交流電壓，當(dāng)為負(fù)半周期時，V1 截止，V1集射極間電壓為16V；當(dāng)76端輸出為正半周期時，經(jīng)VD3整流后加到V1的集射極上使V1飽和導(dǎo)通，Vcel=0，放大器與觸發(fā)電路不能工 作。由V3和R11組成的恒流源，再加上電容器C6，能產(chǎn)生鋸齒波用作移相。其原理是這樣的：設(shè)V3和R11恒流源的恒定電源是I0，恒定電流向C6充 電，Uc6=1/C6t0Iodt，使C6上的電壓上升，當(dāng)上升到單結(jié)管VU的峰值時單結(jié)管導(dǎo)通C6放電。放電到VU的谷值時又重新充電。而恒定電流 I0的大小又受放大器V2輸出電壓的控制。如當(dāng)V2的輸入電壓增大，V3的基極電壓就降低，V3更加導(dǎo)通，V3集電極電流I0增大，這樣充放電速度加快， 可控硅觸發(fā)提前，導(dǎo)通角增大，導(dǎo)致勵磁電壓增大；同理V2的輸入電壓減小時，I0減小，導(dǎo)致導(dǎo)通角減小，勵磁電壓減小?？梢娸斎腚妷旱拇笮】梢钥刂瓶煽毓?的觸發(fā)時刻。觸發(fā)器最終在VU的第一基極通過脈沖變壓器TV輸給晶閘管的控制極。二極管VD7用以短路負(fù)脈沖，防止可控硅因控制極出現(xiàn)負(fù)脈沖而擊穿?？煽毓枵麟娐?。該系統(tǒng)采用可控硅單相半波整流電路。整流電路的輸出控制轉(zhuǎn)差離合器的勵磁線圈來產(chǎn)生勵磁電流并最終影響電機(jī)的轉(zhuǎn)速。圖中R1、C1 和熱敏電阻RV均對可控硅有過壓保護(hù)作用。VD1為續(xù)流二極管，其作用是，正半周時由于可控硅導(dǎo)通而使離合器工作；負(fù)半周時可控硅不導(dǎo)通，勵磁線圈產(chǎn)生的 反向電動勢可經(jīng)過VD1形成放電回路，使線圈中的電流連續(xù)，從而使離合器工作穩(wěn)定。電磁調(diào)速電動機(jī)原理、機(jī)械特性、效