
電機(jī)小課堂
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)。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。圖222中,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。由于這種控制線(xiàn)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。圖222中,TC單機(jī)調(diào)壓變壓器,初級(jí)電壓220V次級(jí)電壓為0250V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(xiàn)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)
2速度負(fù)反饋電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)控制電路。現(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,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)101有特殊要求(如輪轉(zhuǎn)機(jī))時(shí)亦可達(dá)501
4可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩?,F(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,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(shuō)明電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速線(xiàn)路的組成及其工作原理。圖223為ZLK10自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的方框圖,由圖可知,由給定電壓、速度負(fù)反饋、放大器、觸發(fā)電路、可控硅(晶閘管)整流等環(huán)節(jié)組成,圖224其原理圖。下面對(duì)它基本環(huán)節(jié)進(jìn)行分析。
?、俳o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交流電壓經(jīng)VD2整流并經(jīng)C2R2C3濾波和VZ穩(wěn)壓,得到16V直流電壓。后由R5和RP4定速”檔的轉(zhuǎn)速。運(yùn)轉(zhuǎn)”定速”由中間繼電器KA 3控制。
?、谵D(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)。ZLK10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)VD8VD13整流和C8R13RP2RP3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VD4VD5VD6用作雙向限幅保護(hù),以避免V2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R6R7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。
?、苡|發(fā)電路。單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的電源是由V1VD3R4與變壓器TC67繞組組成。TC67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如圖2-25b所示;當(dāng)7.6端輸出為正半周期時(shí),經(jīng)VD3整流后加到V1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,如圖2-25b所示。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,如圖2-25c所示。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峰值時(shí)單結(jié)管導(dǎo)通C6放電。放電到VU谷值時(shí)又重新充電。而恒定電流I0大小又受放大器V2輸出電壓的控制。如當(dāng)V2輸入電壓增大,V3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,如圖2-25d所示,導(dǎo)通角增大,導(dǎo)致勵(lì)磁電壓增大,如圖2-25e所示;同理V2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)器在VU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,波形如圖225e所示。整流電路的輸出控制轉(zhuǎn)差離合器的勵(lì)磁線(xiàn)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R1C1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(xiàn)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(xiàn)圈中的電流連續(xù),從而使離合器工作穩(wěn)定。綜合上述,當(dāng)ZLK10自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)處于“運(yùn)轉(zhuǎn)”狀態(tài),也就是調(diào)速狀態(tài)時(shí),通過(guò)調(diào)節(jié)電位器RP4改變電壓給定環(huán)節(jié)的電壓,來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。例如調(diào)節(jié)RP4使給定電壓Uf增大,這時(shí)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)給出的電壓U保持不變,輸入到V2電壓△U增加,由V3和11出增大,滑差離合器的勵(lì)磁電流增大,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變快。調(diào)速過(guò)程如下:Uf↑→△U↑→Uc充電加快→Ug觸發(fā)提前→If↑→n↑當(dāng)ZLK10調(diào)速系統(tǒng)置于“定速”狀態(tài),也就是穩(wěn)速狀態(tài)時(shí),通過(guò)調(diào)速系統(tǒng)可以穩(wěn)定由于負(fù)載RL變化而引的轉(zhuǎn)速變化。例如當(dāng)負(fù)載變小時(shí),電機(jī)轉(zhuǎn)速將變快,轉(zhuǎn)速負(fù)反饋電路給出的電壓U將增大,經(jīng)過(guò)R6R7R8給出的比較電壓△U將減小,這樣C6充電速度變慢,單機(jī)轉(zhuǎn)速變慢。經(jīng)過(guò)這樣的所饋過(guò)程將使電機(jī)的轉(zhuǎn)速基本不變。穩(wěn)速過(guò)程如下:RLn↑→U△U↓→Uc充電變慢→Ug觸發(fā)滯后→If↓→n↓
速基本上保持不變。本系列電機(jī)有全國(guó)統(tǒng)一的技術(shù)條件,并且外形安裝尺寸、拖動(dòng)電機(jī)及其它易損件全國(guó)各地生產(chǎn)廠(chǎng)均為統(tǒng)一,可以互換。