常用电机控制及调速技术（第2版）教学课件作者翟雄翔项目７.ppt

项目７ 滑差电动机的控制与调速技术,任务７.１ 滑差电动机控制线路的安装 任务７.２ 滑差电动机速度控制 任务７.３ 滑差电动机的维护与常见故障排除 任务７.４ 滑差电动机应用实例分析,返回,任务７. １ 滑差电动机控制线路的安装,７. １. １ 任务目标 (１) 掌握滑差电动机的组成结构与工作原理 (２) 掌握滑差电动机控制线路的安装与调试方法 ７. １. ２ 任务内容 (１) 了解滑差电动机的结构组成 (２) 掌握滑差电动机的工作原理 (３) 学会滑差电动机的外部接线安装 (４) 学会滑差电动机的调试 (５) 学会滑差电动机的试车操作下一页,返回,任务７. １ 滑差电动机控制线路的安装,７. １. ３ 必备知识 ７. １. ３. １ 滑差电动机的系统组成 图７－８ 所示为ＹＣＴ 系列滑差电动机的外观 滑差电动机调速控制系统由拖动电动机、电磁转差离合器、测速发电机和ＪＤ 或其他系列滑差电动机控制器组成, 形成一套具有测速负反馈系统的交流无级调速驱动装置 滑差电动机有两个轴 一个与原动机相连, 另一个与拖动对象相连 通过调节滑差电动机的电压可使输出的转速低于输入转速 它的工作原理都是通过调节滑差电动机的转差率来改变输出转速的。

上一页,下一页,返回,任务７. １ 滑差电动机控制线路的安装,滑差电动机的工作特点如下: (１) 交流无级调速, 具有速度负反馈的自动调节系统, 速度变化率低于３％ (２) 结构简单, 使用维护方便, 价格低廉 (３) 无失控区, 调速范围广, 最大可达１０ ∶ １; 闭环控制时, 机械特性硬度高, 调速范围可达２０ ∶ １; 具有机械过载保护能力 (４) 控制功率小, 一般在０. ６ ~３０ ｋＷ, 便于手控、自控和遥控, 适用范围广 (５) 启动性能好, 启动力矩大, 启动平滑上一页,下一页,返回,任务７. １ 滑差电动机控制线路的安装,滑差电动机结构如图７－９ 所示 ７. １. ３. ２ 滑差电动机工作原理 滑差电动机调速控制系统原理如图７－１０ 所示, 其中拖动电动机就是三相异步电动机,通电后立即转动 １. 电磁转差离合器的工作原理 滑差电动机的调速主要是依靠电磁转差离合器来完成的 由图７－１０ 系统原理图可知,它由两个旋转部分组成: 圆筒电枢和爪形磁极, 它们之间气隙很小, 两者没有机械的连接,能自由转动电枢与三相异步电动机硬连接为主动部分, 与电动机转子同步旋转; 磁极与负载连接为从动部分。

上一页,下一页,返回,任务７. １ 滑差电动机控制线路的安装,电枢一般是由铁磁材料制成的圆筒, 有的上面装鼠笼型绕组; 磁极上装有直流励磁绕组, 磁极数可多可少 电枢的转速基本保持不变 当励磁线圈通入直流电后, 磁极产生磁场, 亦即在工作气隙中产生空间交变的磁场, 此时电枢与磁场有相对运动, 故切割磁场产生感应电势, 并在电枢中产生电流, 这是涡流 由涡流产生的磁场与爪形磁极的磁场相互作用, 产生转矩 输出轴的旋转方向与拖动电动机方向相同, 输出轴的转速, 在某一负载下, 取决于通入励磁线圈的励磁电流的大小: 电流越大, 磁极磁场就越大, 转速就越高; 反之则低 不通入电流, 输出轴便不能输出转矩 ２. 系统控制过程,上一页,下一页,返回,任务７. １ 滑差电动机控制线路的安装,系统控制过程如下: 三相异步电动机转动→电枢转动→磁极跟转→测速发电机输出三相电势(Ｅ∝ｎ) →如果转速ｎ↘→则转差Δｎ↗→这时测速发电机三相电势是下降的, 即Ｅ↘→反送到控制器输入端→通过调整→给定控制电压Ｕ０ ↗→励磁电流Ｉ１ ↗→磁极磁场Ｂ↗→则电枢上产生的涡流Ｉ２ ↗→使电枢上产生的电磁力Ｆ ↗→又使得输出轴转速ｎ↗→则转差Δｎ↘→达到稳速作用。

３. 滑差电动机控制器工作原理 图７－１１ 所示为ＪＤ１Ａ 系列控制器外观图上一页,下一页,返回,任务７. １ 滑差电动机控制线路的安装,ＪＤ１Ａ 系列滑差电动机控制器是由速度调节器、移相触发器、可控整流电路及速度负反馈电路等部分组成, 具体有电源、给定、放大、触发、速度负反馈以及主电路六个环节 ＪＤ１Ａ 型控制器电气原理图如图７－１２ 所示 根据原理图具体分析控制器的工作原理: (１) 电源环节 由变压器ＴＣ 提供, 原边电压２２０ Ｖ (２) 给定电压环节 给定电压环节起始于变压器ＴＣ 副边ｂ３、ｂ４ 端间的绕组 ４９ Ｖ 的交流电压经Ｄ０１ 整流并经Ｃ１、Ｒ１、Ｃ２滤波和ＤＺ１、ＤＺ２ 稳压, 得到１６ Ｖ 的直流电压, 最后由ＲＰ１ “定速”上一页,下一页,返回,任务７. １ 滑差电动机控制线路的安装,(３) 转速负反馈环节 采用三相交流测速发电机对转速进行采样, 所得交流电经Ｄ１~Ｄ６ 整流和滤波后, 得到反馈电压, 这个电压与输出转速成正比, 经过ＲＰ２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Ｃ４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 (４) 放大器 放大器是以晶体管Ｖ２ 为核心组成, 二极管Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９ 用作双向限幅保护, 以避免Ｖ２ 的发射结承受过高的电压上一页,下一页,返回,任务７. １ 滑差电动机控制线路的安装,给定电压与转速反馈电压通过电阻Ｒ３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, 这个放大的信号再去控制触发信号 放大电路的电源由ＴＣ 的ｂ８、ｂ９ 提供, 经Ｄ０２、Ｃ５、ＲＰ４、Ｒ５、ＤＺ３ 等整流滤波稳压得到 (５) 同步触发电路 同步信号由ｂ１０、ｂ１１ 提供, 经电容器Ｃ６得到锯齿波, 与放大器送来的放大信号进行叠加, 然后控制晶体管Ｖ２ 导通的时刻, 也就产生了随着差值信号电压改变而移动的脉冲 该脉冲信号通过脉冲变压器ＴＶ 输出提供给主电路上一页,下一页,返回,任务７. １ 滑差电动机控制线路的安装,晶体管触发电路的电源是由变压器ＴＣ 的ｂ５、ｂ７ 绕组提供, 经Ｄ０３、Ｃ８ 整流滤波组成由图７－１２ 可知, 同步信号加上电容器Ｃ６, 能产生锯齿波移相作用 当为正半周期时, Ｖ１ 截止, Ｖ１ 集电极回路无电流, 脉冲变压器ＴＶ 无输出。

当同步信号为负半周期时, Ｖ１ 可以导通, 而导通的时刻又由放大器输出信号来决定, 实际是由给定量与反馈量的电压差值来决定的 差值大说明输出转速低, Ｖ１ 导通的时间就早, 脉冲变压器ＴＶ 输出的脉冲就早, 可控硅触发提前, 导通角增大, 导致励磁电压增大, 励磁电流就大, 输出转速就会提高 同理, Ｖ２的输入电压减小时, 导致导通角减小, 励磁电压减小上一页,下一页,返回,任务７. １ 滑差电动机控制线路的安装,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Ｖ１ 集电极通过脉冲变压器ＴＶ 输送给晶闸管的控制极 二极管Ｄ１２ 用以短路负脉冲, 防止可控硅因控制极出现负脉冲而击穿 (６) 主电路 实际是一个可控硅整流电路 该系统采用可控硅单相半波整流电路, 波形如图７－１３ 所示 整流电路的输出控制转差离合器的励磁线圈用来产生励磁电流并最终影响电动机的转速 图７－１２ 中热敏电阻ＲＹ 对可控硅有过压保护作用上一页,下一页,返回,任务７. １ 滑差电动机控制线路的安装,Ｄ１３ 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Ｄ１３ 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。

７. １. ４ 任务实施 ７. １. ４. １ 设备介绍 实训设备是山东星科教育设备集团制造的ＸＫ－ＳＸ２Ｂ 型电工技术实训考核装置 该实训设备装置实验台箱体部分, 左面是电源控制屏, 右面是挂箱部分上一页,下一页,返回,任务７. １ 滑差电动机控制线路的安装,固定挂箱部分的下边设有滑动凹槽, 使挂箱可以方便地左右移动; 背部设有多个单相三芯２２０ Ｖ 电源插座和航空信号插座, 用于挂箱的电源和信号传输; 箱体部分两边设有单相三线２２０ Ｖ 电源插座及三相四线３８０ Ｖ 电源插座, 供实验实训仪器、设备使用 学生进行实验实训时, 要充分认识该装置的功能、使用方法, 特别是安全操作规程 滑差电动机是无锡市清一电控调速器厂生产的, 型号为ＹＣＴ ９０, 额定转矩为２. ３ Ｎ􀅰ｍ,调速范围为１２５~ １ ２５０ ｒ/ ｍｉｎ, 励磁电压９０ Ｖ, 励磁电流１. ３ Ａ; 异步电动机型号ＹＳ７１４２,功率为３７０ Ｗ, 电压为３８０ Ｖ, 电流为１. １２ Ａ, 转速为１ ４００ ｒ/ ｍｉｎ上一页,下一页,返回,任务７. １ 滑差电动机控制线路的安装,滑差动电动机控制器型号为ＪＤ１Ａ－４０。

７. １. ４. ２ 接线要求 三相异步电动机接线为: ３８０ Ｖ 电源通过黄、绿、红三根线分别接Ｕ、Ｖ、Ｗ 控制器接线如图７－１４ 所示, 输出七线分为两根独立线, 一根为两芯线, 一根为五芯线两芯线接２２０ Ｖ 交流电源, 这是控制器的电源输入; 五芯线中的黄、绿、红线分别接测速发电机的Ｕ、Ｖ、Ｗ, 这是测速发电机的反馈信号, 也是控制器的输入信号; 而深蓝与浅蓝两芯线接励磁绕组的Ｆ１ 与Ｆ２, 这是控制器的输出上一页,下一页,返回,任务７. １ 滑差电动机控制线路的安装,７. １. ４. ３ 线路安装与调试 １. 设备与工具清单 ＸＫ－ＳＸ２Ｂ 型电工技术实训考核装置一套; ＹＣＴ ９０ 型滑差电动机一台; ＪＤ１Ａ－４０ 型滑差电动机控制器一部; 轴测式转速表或数字转速表一台; 电工工具一套; 连接导线若干 ２. 分组进行安装与调试 图７－１５ 所示为ＪＤ１Ａ 型滑差电动机控制器与滑差电动机的使用连线上一页,下一页,返回,任务７. １ 滑差电动机控制线路的安装,(１) 根据布线图, 输出端插头３、４ 接入离合器线圈或接入照明灯泡用以模拟负载, 并在输出端接入１００ Ｖ 以上的直流电压表用以调试。

(２) 接通电源, 指示灯亮 当转动速度指令电位器(ＲＰ１) 时, 输出端就有０ ~９０ Ｖ 的突跳电压 这时可以认为开环时的工作是基本正常的 (３) 试车 ① 通电后首先注意电动机的旋转方向, 如发现转向与所需方向相反, 应立即停车, 并将电源线的任意两根换接一下, 即改变了转动方向上一页,下一页,返回,任务７. １ 滑差电动机控制线路的安装,② 将调速电位器置零, 观看转速表是否为零 若不置零, 应校准转速表 ③ 启动后, 如发现有任何不正常现象或响声, 必须立即停车进行检查, 待电动机空载运行正常后, 才能将励磁电流送入离合器绕组, 使输出轴随拖动电动机同向旋转 缓缓调节控制器上的电位器, 让输出轴的转速逐渐增高到拖动电动机的同步转速附近 ④ 如果电动机和离合器全部正常, 便可连续空载运转１ ２ ｈ, 随时注意各轴承有无发热或漏油现象 待空载试车确认正常以后, 再投入运行上一页,下一页,返回,任务７. １ 滑差电动机控制线路的安装,(４) 转速表的校正 由于每台测速发电机的电压都不同, 故转速表上的指示值必须根据实际转速进行校正 当离合器运转在某一转速时, 轴测式转速表或数字转速表测量其实际转速值, 当出现转速表的指示与测量的实际转速不一致时, 调节“转速表校正” 的电位器(ＲＰ３), 使之一致即可。

(５) 最高转速整定 该整定方法就是对速度反馈量进行调节 将速度指令电位器(ＲＰ１) 顺时针方向转至最大, 这时调节“反馈量调节” 电位器(ＲＰ２), 使之转速达到滑差电动机的最高额定转速(小容量电动机为１ ２００ ｒ/ ｍｉｎ, 大容量电动机为１ ３２０ ｒ/ ｍｉｎ)上一页,下一页,返回,任务７. １ 滑差电动机控制线路的安装,(６) 在运行中, 当加入负载后发。