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印刷设备电磁调速异步电动机(滑差电机)

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  电磁调速异步电动机又称滑差电机,它是一种恒转矩交流无级变速电动机。由于它具有调速范围广、速度调节

印刷设备电磁调速异步电动机(滑差电机)


  电磁调速异步电动机又称滑差电机,它是一种恒转矩沟通无级变速电动机。因为它具有调速规模广、速度调理开滑、起动转矩大、操控功率小、有速度负反应的主动调理体系时机械特性硬度高级一系列长处,因而在印刷机及骑马订书机、无线装订高频烘干联动机中都得到广泛应用。如801型对开立式停反转凸版印刷机、JS2101型对开双面胶印机,J2105型对开单色胶印机、J2108型对开单色胶印机、PZ4880-01A型对开四色胶印机等印刷机械选用这种电动机就更能契合印刷工艺要求。烘版机选用这种电动机调速后,能有效地操控胶膜厚度,操作十分便利。骑马订书机选用这种电动机调速,能够依据书刊的要求相应地调理转速而进步书刊装订质量。



  带有速度负反应的电磁调速异步电动机的首要缺陷是:在空载或轻载(小于10%额外转矩)时,因为反应缺乏,会构成失控现象;在调速时,跟着转速下降,聚散器的输出功率和功率也相应地按份额下降。所以此电机适用于长时间高速作业和短时间低速作业。为习惯印刷机低速作业的需求,在选用电磁调速异步电动机作主驱动的印刷机中往往再配装一台三相异步电动机作为低速电机运用。



  现将该电动机作业情况作扼要介绍



一、电磁调速异步电动机结构与作业原理


  电磁调速异步电动机是由一般鼠笼式异步电动机、电磁滑差聚散器和电气操控设备三部分组成。异步电机作为原动机运用,当它旋转时带动聚散器的电枢一同旋转,电气操控设备是供给滑差聚散器励磁线圈励磁电流的设备。这儿首要介绍电磁滑差聚散器,图2-19是其结构示意图。它包含电枢、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络。当励磁线圈通过电流时发生磁场,爪形结构便构成许多对磁极。此刻若电枢被鼠笼式异步电动机拖着旋转,那么它便切开磁场相互效果,发生转矩,所以从动部分的磁极便跟着主动部分电枢一同旋转,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,电枢才干切开磁力线。磁极随电枢旋转的原理与一般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沟通电发生,而电磁滑差聚散器的磁场则由励磁线圈中的直流电流发生,并因为电枢旋转才起到旋转磁场的效果。






图2-19 电磁滑差聚散器根本结构示意图



1-原动机 2-作业气隙 3-主轴 4-输出轴 5-磁极 6-电枢



  电磁滑差聚散器的机械特性可近似地用下列经历公式表明:



  n=n0-KT2/I4f



  式中:n0-聚散器主动部分(鼠笼电动机)的转速;



  n-聚散器从动部分(磁极)的转速;



  If-励磁电流;



  K-与聚散器结构有关的系数;



  T-聚散器的电磁转矩。



  当安稳运行时,负载转矩与聚散器的电磁转矩持平。由上述公式可知:



  (1)当负载一守时,励磁电流If的巨细决议从动部分转速的凹凸,励磁电流愈大,转速愈高;反之,励磁电流愈小,转速就愈低。依据这一特性,能够运用电气操控电路十分便利地调理从动部分的转速。



  (2)当励磁电流一守时,从动部分转速将跟着负载转矩添加而急剧下降,而且这种下降在弱励磁电流的情况下愈加严峻,如图2-20a所示,它具有较软的机械特性,这种软的机械特性在许多情况下,不能满意出产机械的要求。为了取得规模较广,滑润而安稳的的调速特性,一般选用速度负反应的办法,使电磁滑差聚散器具有如图2-20b所示的硬机械特性。






图2-20 电磁调速异步电动机机械特性曲线



  图2-21为带有速度负反应的电磁调速异步电动机原理框图。它是运用测速发电机把聚散器的输出速度n换成沟通电压U-,再经整流器变成直流电压U-。将U-送入比较元件,与给定直流励磁电压Uf进行比较。得电压差△Uf-U-。所以输入聚散器的励磁电流If不是正比于励磁电压Uf,而是正比于电压△U。因为U~(U-)的巨细与转速n有关,n增大,U~(U-)变大。n减小,U~(U-)变小。因而,在给定直流励磁电压Uf有变情况下,输入的励磁电流If的巨细与转速n有关,即跟着n的下降或上升,励磁电流If将主动添加或减小,因为负反应的效果,进步了电磁聚散器机械特性的硬度,这时调速的参数不再是电流If将主动添加或减小,因为负反应的效果,进步了电磁聚散器机械特性的硬度,这时调速的参数不再是电流If而是电压Uf。明显,给定励磁电压Uf愈高,则转速n愈高;反之则转速愈低,如图2-20b所示。




图2-21 带有速度负反应的电磁调速异步电动机框图



  从图中能够看出:在空载或轻载(小于10%额外转矩)时,因为反应量缺乏,会构成失控现象,此外,在调速时,跟着转速下降,聚散器的输出功率和功率也相应地按份额下降。



二、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作业机械之间装有滑差聚散器,起动时能够逐步添加电流,能很滑润地起动。



  在阻力较大的拖动体系中,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聚散器的励磁电源,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作业原理知,电磁调速异步电动机的速度调理,可通过调理滑差聚散器的励磁电流来完成。下面介绍两种调理滑差聚散器励磁电流的电路。



  (1)用调压器调速。在图2-22中,是用调压变压器来改动励磁电流的整流器电源电压,以到达调速的意图。在此体系中,没有速度负反应,电机的机械特性较软,一般可用于要求不高的调速差体系中。例如,制铜锌版运用的无粉腐蚀机,胶印制版的烘版机等。





图2-22 用调压变压器操控的调速电路



  因为这种操控线路结构简略,便于维护,所以在印刷组织中仍有有用含义。在图2-22中,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,类型的挑选应依据聚散励磁线圈的功率或电流来确认。从电路图可看出,只需改动调压变压器的次级电压,就能改动整流输出直流电压,即改动滑差聚散器励磁电流,这样就能调理电机的转速。



  (2)速度负反应电磁调速异步电动机操控电路。现在广泛选用具有速度负反应的滑差聚散器的操控设备,来完成宽规模无级调速,它比起其它调速电动机来说,具有以下首要长处:



  ①沟通无级调速,机械特性硬度较高;



  ②结构简略、作业牢靠、维护便利、价格低廉;



  ③调速规模大,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可调理转矩。在现代化的联合轮转机中,都应用了主动化的纸张拉紧机械,它能够到达跟着卷筒纸直径的改动,调理聚散器的转矩经坚持拉力不变。



  下面以ZLK-10型调速设备为例,阐明电磁调速异步电动机的调速线路的组成及其作业原理。



  图2-23为ZLK-10主动调速体系的方框图,由图可知,它由给定电压、速度负反应、扩大器、触发电路、可控硅(晶闸管)整流等环节组成,图2-24是其原理图。下面临它的根本环节进行剖析。






图2-23 ZLK-10主动调速体系的根本组成



  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的沟通电压经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。“作业”、“定速”由中心继电器KA3操控。



  ②转速反应环节。ZLK-10主动调速体系是选用三相沟通测速发电机BR对转速进行采样。所得沟通经VD8-VD13整流和C8、R13、RP2、RP3滤液后,得到反应电压,通过R8传至扩大器的输入端。因为不同测速发电机灵敏度之间存在差异,所以选用RP2对反应电压进行调理。转速表PV的刻度值依托RP3调理。电容器C7用于减轻反应电压的脉动,有利于调速体系动态安稳性的进步。



  ③扩大器。扩大器是以晶体管V2为中心组成。二极管VD4、VD5、VD6用作双向限幅维护,以避免V2的发射结接受过高的电压。给定电压与转速反应电压通过电阻R6、R7和R8进行组合,构成输入信号,其值正比于上述两个电压之差。这个差值经V2扩大后可影响V2的集电极电位,对单结晶体管触发脉冲构成电路进行操控。



  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沟通电压,当为负半周期时,V1截止,V1集射极间电压为16V,如图2-25b所示;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饱满导通,Vcel=0,扩大器与触发电路不能作业,如图2-25b所示。



  由V3和R11组成的恒流源,再加上电容器C6,能发生锯齿波用作移相,如图2-25c所示。其原理是这样的:设V3和R11恒流源的安稳电源是I0,安稳电流向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的谷值时又从头充电。而安稳电流I0的巨细又受扩大器V2输出电压的操控。如当V2的输入电压增大,V3的基极电压就下降,V3愈加导通,V3集电极电流I0增大,这样充放电速度加速,可控硅触发提早,如图2-25d所示,导通角增大,导致励磁电压增大,如图2-25e所示;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。可见输入电压的巨细能够操控可控硅的触发时间。



  触发器终究在VU的榜首基极通过脉冲变压器TV输给晶闸管的操控极。二极管VD7用以短路负脉冲,避免可控硅因操控极呈现负脉冲而击穿。



  ⑤可控硅整流电路。该体系选用可控硅单相半波整流电路,波形如图2-25e所示。整流电路的输出操控转差聚散器的励磁线圈来发生励磁电流并终究影响电机的转速。图中R1、C1和热敏电阻RV均对可控硅有过压维护效果。VD1为续流二极管,其效果是,正半周时因为可控硅导通而使聚散器作业;负半周时可控硅不导通,励磁线圈发生的反向电动势可通过VD1构成放电回路,使线圈中的电流接连,从而使聚散器作业安稳。






图2-24 ZLK-10型调速体系的电路






图2-25 ZLK-10型调速体系电路作业波形图



  归纳上述,当ZLK-10主动调速体系处于“作业”状况,也便是调速状况时,通过调理电位器RP4改动电压给定环节的电压,来改动电动机的转速。例如调理RP4使给定电压Uf增大,这时转速负反应体系给出的电压U-坚持不变,输入到V2的电压△U添加,由V3和11出增大,滑差聚散器的励磁电流增大,终究电动机转速变快。调速进程如下:



  Uf↑→△U↑→Uc充电加速→Ug触发提早→If↑→n↑



  当ZLK-10调速体系置于“定速”状况,也便是稳速状况时,通过调速体系能够安稳因为负载RL改动而引的转速改动。例如当负载变小时,电机转速将变快,转速负反应电路给出的电压U-将增大,通过R6、R7、R8给出的比较电压△U将减小,这样C6充电速度变慢,单机转速变慢。通过这样的所馈进程将使电机的转速根本不变。稳速进程如下:



  RL→n↑→U-△U↓→Uc充电变慢→Ug触发滞后→If↓→n↓

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