電磁調速三相異步電動機工作原理.doc

電磁調速電機電磁調速電機是一種控制簡單的交流調速電動機，由Y系列三相異步電動機、渦流離合器(又稱電磁轉差離合器或滑差離合器)和測速發(fā)電機組成，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反饋系統(tǒng)的交流無級調速驅動裝置，能在比較寬廣的轉速范圍內進行平滑的無級調速，結構簡單，運行 穩(wěn)定，實用可靠，維護方便。設備投資少；起動性能好，起動轉矩大，起動平滑；控制功率?。徽{速精度高，調速范圍廣，無失控區(qū)等優(yōu)點，作為工業(yè)恒轉矩或遞減 轉矩的負載機械的無級調速之用，尤其適宜作流量變化較大的泵和風機負載拖動之用，能夠獲得良好的節(jié)能效果。 JZT系列及YGT系列電磁調速電動機（滑差電動機）相配套的控制設備。用于手動操作，能向單臺電機離合器的勵磁繞組提供可調直流電壓，使之實現寬范圍無級調速。為了提高滑差電機的機械特性硬度和抗干擾性能，本控制器采用速度負反饋及電壓微分負反饋電路的反饋系統(tǒng)。 故障現象 故障原因 排除方法 1.離合器轉速不能調節(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”調節(jié)電位器在極限位置（未加反饋） （1）加上一定的負載（大于10%的額定轉矩） （2）轉動“反饋電位器”并按五章方法調整。 2.電壓電網波動嚴重影響轉速穩(wěn)定。 （1）WB穩(wěn)壓管損壞 （1）更換穩(wěn)壓管WB并調整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.某一轉速運行時、周期性擺動現象嚴重。 （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、轉動調速電位器，離合器不轉。 （1）調速電位器短路 （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.當突然升速時離合器不轉動，而在極緩轉動調速電位器時，離合器才能轉動，或動一下就停止。 （1）由于譴責放大器輸出電壓過高即“移相過頭”供KP開放角度過大而關閉，其原因一般是溫度升高引起。 抽出控制箱底座，調整控制賄賂板上的電位器使之阻值增加到使KP開方角回復為止，最后亦可加大R4阻值進行溫度補償。 7.特性硬度下降，調速電位器已到零位仍有勵磁電壓輸出。 （1）起始零位調節(jié)不當 （2）環(huán)境溫度過高。 （1）調整調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.表頭指示轉速與實際轉速不一致，或無法調節(jié)（過低）。 （1）由于永磁式速測發(fā)電機退磁造成。 （2）速測發(fā)電機有一相短路或斷線。 （1）調節(jié)電位器（轉速表校正）使之阻值減少 （2）測量測速發(fā)電機三相電壓是否對稱。 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）調節(jié)“反饋量調節(jié)”電位器使之運行正常。電磁調速異步電動機結構與工作原理電磁調速異步電動機是由普通鼠籠式異步電動機、電磁滑差離合器和電氣控制裝置三部分組成。異步電機作為原動機使用，當它旋轉時帶動離合器的電樞一起旋 轉，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，下圖是其結構示意圖。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構，它與鼠籠式異步電動機的轉軸相連接，俗稱主動部分；磁極做成爪形結構，裝在負載軸上，俗稱從動部分。主動部分和從動部分在機械上無任何聯系。當勵磁線圈通過電流時產生磁場，爪形結構便形成很多對磁極。此時若電樞被鼠籠式異步電動機拖著旋轉，那么它便切割磁場相互作用，產生轉矩，于是 從動部分的磁極便跟著主動部分電樞一起旋轉，前者的轉速低于后者，因為只有當電樞與磁場存在著相對運動時，電樞才能切割磁力線。磁極隨電樞旋轉的原理與普 通異步電動機轉子跟著定子繞組的旋轉磁場運動的原理沒有本質區(qū)別，所不同的是：異步電動機的旋轉磁場由定子繞組中的三相交流電產生，而電磁滑差離合器的磁 場則由勵磁線圈中的直流電流產生，并由于電樞旋轉才起到旋轉磁場的作用。電磁滑差離合器基本結構示意圖1-原動機 2-工作氣隙 3-主軸 4-輸出軸 5-磁極 6-電樞電磁調速異步電動機的起動與調速電磁調速異步電動機的起動與調速1電磁調速異步電動機的起動。該電動機與轉運慣量較大的工作機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，電動機往往不能帶負載直接起動，這時可在起動前先斷開離合器的勵磁電源，使鼠籠電動機先空載起動，然后再接上勵磁電源就可起動了。2電磁調速異步電動機的調速。由電磁調速異步電動機的工作原理知，電磁調速異步電動機的速度調節(jié)，可通過調節(jié)滑差離合器的勵磁電流來實現。下面介紹兩種調節(jié)滑差離合器勵磁電流的電路。（1）用調壓器調速。是用調壓變壓器來改變勵磁電流的整流器電源電壓，以達到調速的目的。在此系統(tǒng)中，沒有速度負反饋，電機的機械特性較軟，一般可用于要求不高的調速差系統(tǒng)中。例如，制銅鋅版使用的無粉腐蝕機，膠印制版的烘版機等。由于這種控制線路結構簡單，便于維護，所以在印刷機構中仍有實用意義。TC是單機調壓變壓器，初級電壓220V，次級電壓為0250V。整流元件是 2CZ型硅二極管，型號的選擇應根據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，這樣就能調節(jié)電機的轉速。（2）速度負反饋電磁調速異步電動機控制電路?，F在廣泛采用具有速度負反饋的滑差離合器的控制裝置，來實現寬范圍無級調速，它比起其它調速電動機來說，具有以下主要優(yōu)點：交流無級調速，機械特性硬度較高；結構簡單、工作可靠、維護方便、價格低廉；調速范圍大，用在像印刷機這樣的恒轉矩負載時，一般可達10：1，有特殊要求（如輪轉機）時亦可達50：1；可調節(jié)轉矩。在現代化的聯合輪轉機中，都應用了自動化的紙張拉緊機械，它可以達到隨著卷筒紙直徑的變化，調節(jié)離合器的轉矩經保持拉力不變。下面以ZLK10型調速裝置為例，說明電磁調速異步電動機的調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VD2、整流并經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”檔的轉速?！斑\轉”、“定速”由中間繼電器KA3控制。轉速反饋環(huán)節(jié)。ZLK10自動調速系統(tǒng)是采用三相交流測速發(fā)電機BR對轉速進行采樣。所得交流經VD8VD13整流和C8、R13、RP2、 RP3濾液后，得到反饋電壓，經過R8傳至放大器的輸入端。由于不同測速發(fā)電機靈敏度之間存在差異，所以采用RP2對反饋電壓進行調節(jié)。轉速表PV的刻度 值依靠RP3調節(jié)。電容器C7用于減輕反饋電壓的脈動，有利于調速系統(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，以避免V2的發(fā)射結承受過高的電壓。給定電壓與轉速反饋 電壓通過電阻R6、R7和R8進行組合，形成輸入信號，其值正比于上述兩個電壓之差。這個差值經V2放大后可影響V2的集電極電位，對單結晶體管觸發(fā)脈沖 形成電路進行控制。觸發(fā)電路。單結晶體管觸發(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，當為負半周期時，V1 截止，V1集射極間電壓為16V；當76端輸出為正半周期時，經VD3整流后加到V1的集射極上使V1飽和導通，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，能產生鋸齒波用作移相。其原理是這樣的：設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，當上升到單結管VU的峰值時單結管導通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V2的輸入電壓增大，V3的基極電壓就降低，V3更加導通，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，導通角增大，導致勵磁電壓增大；同理V2的輸入電壓減小時，I0減小，導致導通角減小，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用以短路負脈沖，防止可控硅因控制極出現負脈沖而擊穿。可控硅整流電路。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差離合器的勵磁線圈來產生勵磁電流并最終影響電機的轉速。圖中R1、C1 和熱敏電阻RV均對可控硅有過壓保護作用。VD1為續(xù)流二極管，其作用是，正半周時由于可控硅導通而使離合器工作；負半周時可控硅不導通，勵磁線圈產生的 反向電動勢可經過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。電磁調速電動機原理、機械特性、效