电磁调速三相异步电动机工作原理.docx

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电磁调速三相异步电动机工作原理

电磁调速电机

电磁调速电机是一种控制简单的交流调速电动机，由Y系列三相异步电动机、涡流离合器（又称电磁转差离合器或滑差离合器）和测速发电机组成，通常与JZT系列及YGT系列控制器（或其他控制装置）组成一套具有测速负反馈系统的交流无级调速驱动装置，能在比较宽广的转速范围内进行平滑的无级调速，结构简单，运行稳定，实用可靠，维护方便。

设备投资少；起动性能好，起动转矩大，起动平滑；控制功率小；调速精度高，调速范围广，无失控区等优点，作为工业恒转矩或递减转矩的负载机械的无级调速之用，尤其适宜作流量变化较大的泵和风机负载拖动之用，能够获得良好的节能效果。

JZT系列及YGT系列电磁调速电动机（滑差电动机）相配套的控制设备。

用于手动操作，能向单台电机离合器的励磁绕组提供可调直流电压，使之实现宽范围无级调速。

为了提高滑差电机的机械特性硬度和抗干扰性能，本控制器采用速度负反馈及电压微分负反馈电路的反馈系统。

故障现象故障原因排除方法

1.离合器转速不能调节、仅能告诉运行不能低速运行（失控）

（1）滑差空载运行。

（2）“速度反馈”调节电位器在极限位置（未加反馈）

（1）加上一定的负载（大于10%的额定转矩）

（2）转动“反馈电位器”并按五章方法调整。

2.电压电网波动严重影响转速稳定。

（1）WB稳压管损坏

（1）更换稳压管WB并调整W5使至电流不致过大或过小，测量WB两端电压18V左右为正常。

3.某一转速运行时、周期性摆动现象严重。

（1）励磁线头接反（周期振荡）

（2）电容损坏（非周期性振荡）

（1）改变接线极性。

更换径向磁钢。

（2）更换电容

4.接通电源保险丝熔断。

（1）引出线接错

（2）续流二极管ZP接反或击穿

（3）变压器初级短路

（4）压敏电阻Ry被电源过压击穿而短路

（5）KP可控硅损坏短路

（1）检查及整理线路。

（2）检查续流二极管ZP及可控硅KP，若损坏应更换。

（3）检查及修理变压器TB。

（4）更换压敏电阻。

5.接通电源指示灯、转动调速电位器，离合器不转。

（1）调速电位器短路

（2）接线开路

（3）晶体管损坏

（4）变压器次级没有电压

（5）晶体管开路或损坏

（6）可控硅KP开路。

（7）电路插板插脚有尘污接触不良

（8）可控硅供电的电压与同步信号电压极性接错

（9）脉冲变压器极性接反

6.当突然升速时离合器不转动，而在极缓转动调速电位器时，离合器才能转动，或动一下就停止。

（1）由于谴责放大器输出电压过高即“移相过头”供KP开放角度过大而关闭，其原因一般是温度升高引起。

抽出控制箱底座，调整控制贿赂板上的电位器使之阻值增加到使KP开方角回复为止，最后亦可加大R4阻值进行温度补偿。

7.特性硬度下降，调速电位器已到零位仍有励磁电压输出。

（1）起始零位调节不当

（2）环境温度过高。

（1）调整调速电位器在零位时可控硅无输出为止，

（2）降低温度45℃以下

8.表头指示转速与实际转速不一致，或无法调节（过低）。

（1）由于永磁式速测发电机退磁造成。

（2）速测发电机有一相短路或断线。

（1）调节电位器（转速表校正）使之阻值减少

（2）测量测速发电机三相电压是否对称。

9.离合器只能低速运行不能升速。

（1）续流二极管损坏后开路

（2）反馈量过大。

（1）更换二极管

（2）调节“反馈量调节”电位器使之运行正常。

电磁调速异步电动机结构与工作原理

　　电磁调速异步电动机是由普通鼠笼式异步电动机、电磁滑差离合器和电气控制装置三部分组成。

异步电机作为原动机使用，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。

这里主要介绍电磁滑差离合器，下图是其结构示意图。

它包括电枢、磁极和励磁线圈三部分。

电枢为铸钢制成的圆筒形结构，它与鼠笼式异步电动机的转轴相连接，俗称主动部分；磁极做成爪形结构，装在负载轴上，俗称从动部分。

主动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，爪形结构便形成很多对磁极。

此时若电枢被鼠笼式异步电动机拖着旋转，那么它便切割磁场相互作用，产生转矩，于是从动部分的磁极便跟着主动部分电枢一起旋转，前者的转速低于后者，因为只有当电枢与磁场存在着相对运动时，电枢才能切割磁力线。

磁极随电枢旋转的原理与普通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。

电磁滑差离合器基本结构示意图

1-原动机2-工作气隙3-主轴4-输出轴5-磁极6-电枢

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与调速

　　1．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。

　　2．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。

下面介绍两种调节滑差离合器励磁电流的电路。

（1）用调压器调速。

是用调压变压器来改变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。

　由于这种控制线路结构简单，便于维护，所以在印刷机构中仍有实用意义。

TC是单机调压变压器，初级电压220V，次级电压为0－250V。

整流元件是2CZ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确定。

从电路图可看出，只要改变调压变压器的次级电压，就能改变整流输出直流电压，即改变滑差离合器励磁电流，这样就能调节电机的转速。

（2）速度负反馈电磁调速异步电动机控制电路。

现在广泛采用具有速度负反馈的滑差离合器的控制装置，来实现宽范围无级调速，它比起其它调速电动机来说，具有以下主要优点：

　　①交流无级调速，机械特性硬度较高；

　　②结构简单、工作可靠、维护方便、价格低廉；

　　③调速范围大，用在像印刷机这样的恒转矩负载时，一般可达10：

1，有特殊要求（如轮转机）时亦可达50：

1；

　　④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ZLK－10型调速装置为例，说明电磁调速异步电动机的调速线路的组成及其工作原理。

①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。

24V的交流电压经VD2、整流并经C2、R2、C3滤波和VZ稳压，得到16V的直流电压。

最后由R5和RP4“定速”档的转速。

“运转”、“定速”由中间继电器KA3控制。

　　②转速反馈环节。

ZLK－10自动调速系统是采用三相交流测速发电机BR对转速进行采样。

所得交流经VD8－VD13整流和C8、R13、RP2、RP3滤液后，得到反馈电压，经过R8传至放大器的输入端。

由于不同测速发电机灵敏度之间存在差异，所以采用RP2对反馈电压进行调节。

转速表PV的刻度值依靠RP3调节。

电容器C7用于减轻反馈电压的脉动，有利于调速系统动态稳定性的提高。

　　③放大器。

放大器是以晶体管V2为核心组成。

二极管VD4、VD5、VD6用作双向限幅保护，以避免V2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。

　　④触发电路。

单结晶体管触发电路的电源是由V1、VD3、R4与变压器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7．6端输出为正半周期时，经VD3整流后加到V1的集射极上使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，再加上电容器C6，能产生锯齿波用作移相。

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C6充电，Uc6=1/C6∫t0Iodt，使C6上的电压上升，当上升到单结管VU的峰值时单结管导通C6放电。

放电到VU的谷值时又重新充电。

而恒定电流I0的大小又受放大器V2输出电压的控制。

如当V2的输入电压增大，V3的基极电压就降低，V3更加导通，V3集电极电流I0增大，这样充放电速度加快，可控硅触发提前，导通角增大，导致励磁电压增大；同理V2的输入电压减小时，I0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。

　　触发器最终在VU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，防止可控硅因控制极出现负脉冲而击穿。

　　⑤可控硅整流电路。

该系统采用可控硅单相半波整流电路。

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。

图中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。

电磁调速电动机原理、机械特性、效率

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由效率公式可见低速时.此种电机效率较低.浪费电能.使得电磁离合器很热.

吹出很热的风.

一般不要长期低速运行.否则选用节能的变频器带电机拖动方案为佳.但投资较大

个人猜想：

图中【停止】和【启动】按钮控制电动机

电磁调速电机控制器原理

将220V电压，经过可控整流，变成脉冲，改变其大小，就改变电机的励磁线圈电压，调整电机的转速，通过电机的测速发电机的的返归，来稳定电机的转速。

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