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發(fā)表于 2008-5-7 15:46:34
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電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理
電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)是由普通鼠籠式異步電動(dòng)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(dòng)機(jī)使用,當(dāng)它旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)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(lì)磁線圈勵(lì)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(lì)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸相連接,,俗稱主動(dòng)部分;磁極做成爪形結(jié)構(gòu),,裝在負(fù)載軸上,,俗稱從動(dòng)部分。主動(dòng)部分和從動(dòng)部分在機(jī)械上無(wú)任何聯(lián)系,。當(dāng)勵(lì)磁線圈通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng),,爪形結(jié)構(gòu)便形成很多對(duì)磁極。此時(shí)若電樞被鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)拖著旋轉(zhuǎn),,那么它便切割磁場(chǎng)相互作用,,產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,于是從動(dòng)部分的磁極便跟著主動(dòng)部分電樞一起旋轉(zhuǎn),,前者的轉(zhuǎn)速低于后者,,因?yàn)橹挥挟?dāng)電樞與磁場(chǎng)存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),,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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子跟著定子繞組的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的原理沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別,,所不同的是:異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(chǎng)則由勵(lì)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(chǎng)的作用,。
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電磁滑差離合器基本結(jié)構(gòu)示意圖
1-原動(dòng)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(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速
電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速
1.電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),。該電動(dòng)機(jī)與轉(zhuǎn)運(yùn)慣量較大的工作機(jī)械之間裝有滑差離合器,起動(dòng)時(shí)可以逐漸增加電流,,能很平滑地起動(dòng),。
在阻力較大的拖動(dòng)系統(tǒng)中,例如J2203膠印機(jī),,電動(dòng)機(jī)往往不能帶負(fù)載直接起動(dòng),,這時(shí)可在起動(dòng)前先斷開(kāi)離合器的勵(lì)磁電源,使鼠籠電動(dòng)機(jī)先空載起動(dòng),,然后再接上勵(lì)磁電源就可起動(dòng)了,。
2.電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。由電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的工作原理知,,電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的速度調(diào)節(jié),,可通過(guò)調(diào)節(jié)滑差離合器的勵(lì)磁電流來(lái)實(shí)現(xiàn)。下面介紹兩種調(diào)節(jié)滑差離合器勵(lì)磁電流的電路,。
�,。�1)用調(diào)壓器調(diào)速。是用調(diào)壓變壓器來(lái)改變勵(lì)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(méi)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(wú)粉腐蝕機(jī),,膠印制版的烘版機(jī)等。
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由于這種控制線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,,便于維護(hù),,所以在印刷機(jī)構(gòu)中仍有實(shí)用意義。TC是單機(jī)調(diào)壓變壓器,,初級(jí)電壓220V,,次級(jí)電壓為0-250V。整流元件是2CZ型硅二極管,,型號(hào)的選擇應(yīng)根據(jù)離合勵(lì)磁線圈的功率或電流來(lái)確定,。從電路圖可看出,,只要改變調(diào)壓變壓器的次級(jí)電壓,就能改變整流輸出直流電壓,,即改變滑差離合器勵(lì)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(dòng)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(lái)實(shí)現(xiàn)寬范圍無(wú)級(jí)調(diào)速,,它比起其它調(diào)速電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),,具有以下主要優(yōu)點(diǎn):
①交流無(wú)級(jí)調(diào)速,,機(jī)械特性硬度較高,;
②結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、工作可靠、維護(hù)方便,、價(jià)格低廉,;
③調(diào)速范圍大,,用在像印刷機(jī)這樣的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí),,一般可達(dá)10:1,有特殊要求(如輪轉(zhuǎn)機(jī))時(shí)亦可達(dá)50:1,;
�,、芸烧{(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(dòng)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ZLK-10型調(diào)速裝置為例,,說(shuō)明電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速線路的組成及其工作原理。
①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,。“運(yùn)轉(zhuǎn)”,、“定速”由中間繼電器KA3控制,。
②轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié),。ZLK-10自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)是采用三相交流測(cè)速發(fā)電機(jī)BR對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行采樣,。所得交流經(jīng)VD8-VD13整流和C8、R13,、RP2,、RP3濾液后,得到反饋電壓,,經(jīng)過(guò)R8傳至放大器的輸入端,。由于不同測(cè)速發(fā)電機(jī)靈敏度之間存在差異,所以采用RP2對(duì)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(dòng),有利于調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的提高,。
�,、鄯糯笃鳌7糯笃魇且跃w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(guò)高的電壓,。給定電壓與轉(zhuǎn)速反饋電壓通過(guò)電阻R6、R7和R8進(jìn)行組合,,形成輸入信號(hào),,其值正比于上述兩個(gè)電壓之差。這個(gè)差值經(jīng)V2放大后可影響V2的集電極電位,,對(duì)單結(jié)晶體管觸發(fā)脈沖形成電路進(jìn)行控制,。
④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(shí),,V1截止,,V1集射極間電壓為16V;當(dāng)7.6端輸出為正半周期時(shí),,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/C6∫t0Iodt,,使C6上的電壓上升,,當(dāng)上升到單結(jié)管VU的峰值時(shí)單結(jié)管導(dǎo)通C6放電。放電到VU的谷值時(shí)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(lì)磁電壓增大,;同理V2的輸入電壓減小時(shí),I0減小,,導(dǎo)致導(dǎo)通角減小,,勵(lì)磁電壓減小�,?梢�(jiàn)輸入電壓的大小可以控制可控硅的觸發(fā)時(shí)刻,。
觸發(fā)器最終在VU的第一基極通過(guò)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,。
⑤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(zhuǎn)差離合器的勵(lì)磁線圈來(lái)產(chǎn)生勵(lì)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(duì)可控硅有過(guò)壓保護(hù)作用,。VD1為續(xù)流二極管,,其作用是,正半周時(shí)由于可控硅導(dǎo)通而使離合器工作,;負(fù)半周時(shí)可控硅不導(dǎo)通,,勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢(shì)可經(jīng)過(guò)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,。
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