1、 学习项目学习项目2滑差电动机的控制与调速技术滑差电动机的控制与调速技术 任务任务1滑差电动机控制线路的安装调试滑差电动机控制线路的安装调试 任务任务2滑差电动机速度控制与故障排除方法训练滑差电动机速度控制与故障排除方法训练 任务任务3实例应用实例应用返回任务任务1滑差电动机控制线路的安装调试滑差电动机控制线路的安装调试 一、相关知识一、相关知识1.滑差电动机的系统组成滑差电动机的系统组成图图2一一8是是YCT系列滑差电动机的外观图。系列滑差电动机的外观图。滑差电动机调速控制系统由拖动电机、电磁转差离合器、测速发电机滑差电动机调速控制系统由拖动电机、电磁转差离合器、测速发电机和和JD或其他系列
2、滑差电动机控制器或其他系列滑差电动机控制器组组滑差电动机有两个轴，一个是滑差电动机有两个轴，一个是与成，形成一套具有测速负反馈系统的与成，形成一套具有测速负反馈系统的交流无级调速驱动装置。原动机交流无级调速驱动装置。原动机相连，另一个是与拖动对象相连。通相连，另一个是与拖动对象相连。通过调节电磁调速电机的电压而使输出的转速低于输入转速。它的工作过调节电磁调速电机的电压而使输出的转速低于输入转速。它的工作原理是通过调节滑差电动机的转差率，来改变输出转速的。原理是通过调节滑差电动机的转差率，来改变输出转速的。返回下一页任务任务1滑差电动机控制线路的安装调试滑差电动机控制线路的安装调试 滑差电动机的
3、工作特点如下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，速度变化率低于于3%;(2)结构简单，使用维护方便，价格低廉结构简单，使用维护方便，价格低廉;(3)无失控区，调速范围广，最大可达无失控区，调速范围广，最大可达10:1。闭环控制时，机械特性。闭环控制时，机械特性硬度高，调速范围可达硬度高，调速范围可达20:1。具有机械过载保护能力。具有机械过载保护能力;(4)控制功率小，一般在控制功率小，一般在0.6 30 W，便于手控、自控和遥控，适用范，便于手控、自控和遥控，适用范围广围广;(5)启动性能好，启动
4、转矩大，启动平滑启动性能好，启动转矩大，启动平滑滑差电动机结构如滑差电动机结构如图图2-9所示。所示。下一页返回上一页任务任务1滑差电动机控制线路的安装调试滑差电动机控制线路的安装调试 2.滑差电动机工作原理滑差电动机工作原理滑差电动机调速控制系统原理图如滑差电动机调速控制系统原理图如图图2一一10所示，其中拖动电机就是所示，其中拖动电机就是三相异步电动机，通电后立即转动。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电磁转差离合器的工作原理滑差电动机的调速主要是靠电磁转差离合器来完成，由图滑差电动机的调速主要是靠电磁转差离合器来完成，由图2一一10可知，可知，它由两个旋转部分组
5、成一圆筒电枢和爪形磁极，它们之间气隙很小，它由两个旋转部分组成一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连接为主两者没有机械的连接，能自由转动。电枢与三相异步电动机连接为主动部分，与电动机转子同步旋转动部分，与电动机转子同步旋转;磁极与负载连接为从动部分。电枢磁极与负载连接为从动部分。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;磁极上装有磁极上装有直流励磁绕组，磁极数可多可少。直流励磁绕组，磁极数可多可少。上一页 下一页返回任务任务1滑差电动机控制线路的安装调试滑差电动机控制线路的安装调
6、试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，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，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，这就是涡流。由于故切割磁场产生感应电势，并在电枢中产生电流，这就是涡流。由于涡流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涡流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机相同，输出轴的转速，在某一负载下，取决于通入励磁线圈的励电机相同，输出轴的转速，在某一负载下，取决于通入励
7、磁线圈的励磁电流的大小磁电流的大小:电流越大，磁极磁场就越大，转速就越高电流越大，磁极磁场就越大，转速就越高;反之则低。反之则低。不通入电流，输出轴便不能输出转矩不通入电流，输出轴便不能输出转矩上一页 下一页返回任务任务1滑差电动机控制线路的安装调试滑差电动机控制线路的安装调试 2)系统控制过程系统控制过程三相异步电动机转动一电枢转动一磁极跟转一测速发电机输出三相电三相异步电动机转动一电枢转动一磁极跟转一测速发电机输出三相电势势(En)如果转速如果转速n 则转差则转差n这时测速发电机的三相电势是这时测速发电机的三相电势是下降的下降的E 一反送到控制器输入端一反送到控制器输入端通过调整通过调整给
8、定控制电压给定控制电压U0励励磁电流磁电流I,磁极磁场磁极磁场B则电枢上产生的涡流则电枢上产生的涡流L,则电枢上产生则电枢上产生的电磁力的电磁力F又使得输出轴转速又使得输出轴转速n则转差则转差n 达到稳速作用达到稳速作用3)滑差电动机控制器工作原理滑差电动机控制器工作原理图图2一一11是是JD1A系列控制器外观图，系列控制器外观图，JD1A系列滑差电动机控制器是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组成，具体有电源、给定、放大、触发
9、、速度负反馈以及主电路六个环节环节上一页 下一页返回任务任务1滑差电动机控制线路的安装调试滑差电动机控制线路的安装调试JD1A型控制器电气原理图如型控制器电气原理图如图图2一一12所示。根据原理图下面具体分所示。根据原理图下面具体分析析:(1)电源环节。由变压器电源环节。由变压器TC提供，原边电压提供，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给定电压环节。给定电压环节起始于变压器TC副边副边b3,b4端间的端间的绕组。绕组。49 V的交流电压经的交流电压经DO1整流并经整流并经Cl,R1,C2滤波和滤波和DZ1,DZ2稳压，得到稳压，得到16V的直流电压，最后由的直流电压
10、，最后由RP1“定速定速”。(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，所得交流电经得交流电经D1一一D6整流和滤波后，得到反馈电压，这个电压与输出整流和滤波后，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。转速表对反馈电压进行调节。转速表PV的刻度值依靠的刻度值依靠RP3调节。电容器调节。电容器C4用于减轻反馈电压的脉动，有利用于减轻反馈电压的脉
11、动，有利于调速系统动态稳定性的提高。于调速系统动态稳定性的提高。上一页 下一页返回任务任务1滑差电动机控制线路的安装调试滑差电动机控制线路的安装调试(4)放大器。放大器是以晶体管放大器。放大器是以晶体管V2为核心组成，二极管为核心组成，二极管D7,D8,D9用用作双向限幅保护，以避免作双向限幅保护，以避免V2的发射极承受过高的电压。给定电压与的发射极承受过高的电压。给定电压与转速反馈电压通过电阻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形成输入信号，其值正比于上述两个电压之差。这个差值经之差。这个差值经V2放大后可影响放大后可影响V2的集电极电位，这个放大的信的集电极电位，这
12、个放大的信号再去控制触发信号。放大电路的电源由号再去控制触发信号。放大电路的电源由TC的的b8,b9提供，经提供，经D02,CS,RP4,RS,DZ3等整流滤波稳压得到等整流滤波稳压得到(5)同步触发电路。同步信号由同步触发电路。同步信号由b10,bll提供，经电容器提供，经电容器C6得到锯齿波，得到锯齿波，与放大器送来的放大信号进行叠加，控制晶体管与放大器送来的放大信号进行叠加，控制晶体管V2导通的，此时也导通的，此时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变压器TV输出提供给主电路输出提供给主电路上一页
13、 下一页返回任务任务1滑差电动机控制线路的安装调试滑差电动机控制线路的安装调试晶体管触发电路的电源是由变压器晶体管触发电路的电源是由变压器TC的的b5,b7绕组提供、经绕组提供、经D03,C8整流滤波组成。由图可知，同步信号加上电容器整流滤波组成。由图可知，同步信号加上电容器C6，能产生锯齿波，能产生锯齿波移相作用。当为正半周期时，移相作用。当为正半周期时，V1截止，截止，V1集电极回路无电流，脉冲集电极回路无电流，脉冲变压器变压器TV无输出。当同步信号为负半周期时，无输出。当同步信号为负半周期时，V1可以导通，而导通可以导通，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
14、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。差值大说明输出转速低，差值来决定。差值大说明输出转速低，V1导通的时间就早，脉冲变导通的时间就早，脉冲变压器压器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的输入电压的输入电压减小时，导致导通角减小，励磁电压减小。可见输入电压的大小可以减小时，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。控制可控硅的触发时刻。上一页 下一页返回任务任务1
15、滑差电动机控制线路的安装调试滑差电动机控制线路的安装调试触发器最终在触发器最终在V1集电极通过脉冲变压器集电极通过脉冲变压器TV输给晶闸管的控制极。二输给晶闸管的控制极。二极管极管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。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，波形如波整流电路，波形如图图2一一13所示。整流电路的输出控制转差离合器所示。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机的转速。图的励磁线圈用来产生励磁电
16、流并最终影响电机的转速。图2一一12中热中热敏电阻敏电阻RY均对可控硅有过压保护作用。均对可控硅有过压保护作用。D13为续流二极管，其作用为续流二极管，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的电流连续，从而使离合器工作稳定上一页 下一页返回任务任务1滑差电动机控制线路的安装调试滑差电动机控制线路的安装调试3.接线安装与调试接线安装与调试图图2一一14是是JD1A
17、型滑差电动机控制器与电机的使用连线型滑差电动机控制器与电机的使用连线(1)根据布线图，输出端插头根据布线图，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接通电源，指示灯亮。当转动速度指令电位器(PPl)时，输出端就时，输出端就有有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。的突跳电压。这时可以认为开环时的工作是基本正常的。(3)转速表的校正。由于每台测速发电机的电压都不同，故转速表上转速表的
18、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要根据实际转速进行校正。当离合器运转在某一转速时，的指示值必须要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值与测量的实际转速不一致时，调节值与测量的实际转速不一致时，调节“转速表校正转速表校正”的电位器的电位器(RP3)，使之一致即可使之一致即可上一页 下一页返回任务任务1滑差电动机控制线路的安装调试滑差电动机控制线路的安装调试(4)最高转速整定。该整定方法就是对速度反馈量进行调节，将速度最高转速整定。该整定方
19、法就是对速度反馈量进行调节，将速度指令电位器指令电位器(PPl)顺时针方向转至最大，这时调节顺时针方向转至最大，这时调节“反馈量调节反馈量调节”电电位器位器(PP2),使之转速达到滑差电动机的最高额定转速使之转速达到滑差电动机的最高额定转速(小容量电机为小容量电机为1 200 r/min，大容量电机为，大容量电机为1 320 r/tnin。(5在运行中，当加入负载后发现转速周期性的摆动，可将输出端的在运行中，当加入负载后发现转速周期性的摆动，可将输出端的3,4交换连接。交换连接。上一页返回任务任务2滑差电动机速度控制与故障排滑差电动机速度控制与故障排除方法训练除方法训练 一、相关知识一、相关知
20、识1.调速原理调速原理学习项目学习项目2的任务的任务1中已经介绍了滑差电动机的调速原理，这里就不再中已经介绍了滑差电动机的调速原理，这里就不再赘述赘述2.故障排除故障排除在调速电机停机时，千万不要忘记切断在调速电机停机时，千万不要忘记切断JD1A控制器电源，以免烧坏控制器电源，以免烧坏励磁线圈。励磁线圈。JD1A控制器输出测试孔电压较高，切勿接触人体。当转控制器输出测试孔电压较高，切勿接触人体。当转速与实际转速不符或调速电机失控时，可以首先把反馈电位器顺时针速与实际转速不符或调速电机失控时，可以首先把反馈电位器顺时针旋到底，使调速电机最高速旋到底，使调速电机最高速(失控状态失控状态)，这时调整
21、校表电位器，使转，这时调整校表电位器，使转速在速在1 450一一1 480 r/min(与原动机一致与原动机一致)，然后，将反馈电位器逆时，然后，将反馈电位器逆时针旋转，使转速达到额定转速针旋转，使转速达到额定转速1 200 r/min(或或1 320 r/tnin，与调速电，与调速电机铭牌所标上限转速一致机铭牌所标上限转速一致)即可。即可。下一页返回任务任务2滑差电动机速度控制与故障排滑差电动机速度控制与故障排除方法训练除方法训练如果出现其他故障，可以按照以下方法来查排。如果出现其他故障，可以按照以下方法来查排。首先检查电源首先检查电源:电源输出正常与否电源输出正常与否?如果不正常请检查电源
22、电路如果不正常请检查电源电路;若正若正常继续查给定可调与否常继续查给定可调与否?如果有问题查如果有问题查RP1等元件等元件;若正常继续检查放若正常继续检查放大电路大电路;若正常继续检查同步波形若正常继续检查同步波形;若正常继续检查脉冲电路若正常继续检查脉冲电路;若正常继若正常继续检查晶闸管、续流二极管、励磁绕组续检查晶闸管、续流二极管、励磁绕组;若转速不正常可以继续检查若转速不正常可以继续检查反馈电路等反馈电路等上一页返回任务任务3实例应用实例应用1.系统控制要求系统控制要求轧水机是将毛织物进行特殊处理的专用设备，该设备对走布恒速要求轧水机是将毛织物进行特殊处理的专用设备，该设备对走布恒速要求
23、特别高，要求进布与出布速度相同。特别高，要求进布与出布速度相同。2.控制原理控制原理该控制系统电路原理图如该控制系统电路原理图如图图2一一16所示，所示，BR1为滑差电动机测速发电为滑差电动机测速发电机，这里滑差电动机通过给定得到一定的转速机，这里滑差电动机通过给定得到一定的转速;B R2为直流测速发电为直流测速发电机机;M为轧水机直流电机为轧水机直流电机BR1通过三相整流经通过三相整流经RP1输入给控制器，作为直流电机的转速给定值，输入给控制器，作为直流电机的转速给定值，通过控制器形成开环控制系统。通过控制器形成开环控制系统。下一页返回任务任务3实例应用实例应用B R2与直流电机是同轴的直流
24、测速发电机，它采集的信号送入控制与直流电机是同轴的直流测速发电机，它采集的信号送入控制器并通过控制器调节直流电机的转速，形成闭环控制系统器并通过控制器调节直流电机的转速，形成闭环控制系统励磁电路由励磁电路由1 L3引入，通过引入，通过K1送入变压器，输出送入变压器，输出250V经过整流调整经过整流调整供给直流电机励磁。这时继电器供给直流电机励磁。这时继电器KA动作，为直流电机电枢加压做好动作，为直流电机电枢加压做好准备。准备。D3,R4支路用于保护。支路用于保护。工作过程工作过程:按下启动按钮按下启动按钮SB2,K1动作动作;KA动作，励磁线圈得电，动作，励磁线圈得电，KO动作动作;K2动作，
25、电枢得电，直流电机工作。当按下停止按钮动作，电枢得电，直流电机工作。当按下停止按钮SB1时，时，励磁、电枢掉电励磁、电枢掉电;KT动作动作;K3动作动作;励磁通电，直流电机放电回路接通，励磁通电，直流电机放电回路接通，制动开始制动开始;一段时间以后直流电机停止。一段时间以后直流电机停止。3.实地参观实地参观通过到企业实地参观操作过程，进一步了解与掌握滑差电动机在企业通过到企业实地参观操作过程，进一步了解与掌握滑差电动机在企业中的应用中的应用上一页返回图图2-8滑差电动机外观图滑差电动机外观图返回图图2一一9滑差电动机结构图滑差电动机结构图返回图图2-10滑差电动机调速控制系统原理滑差电动机调速控制系统原理返回图图2一一11控制器外观图控制器外观图返回图图2一一12 .ID1A型滑差电动机控制器型滑差电动机控制器电气原理图电气原理图返回图图2一一13 .ID1A型调速系统电路工作波形图型调速系统电路工作波形图返回图图2-14控制器与电机的使用连线控制器与电机的使用连线返回图图2-16返回
