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工作机械之间装有滑差离合器,起动时可以逐渐增加电流,能很平滑地起动。
在阻力较大的拖动系统中,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离合器的励磁电源,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工作原理知,电磁调速异步电动机的速度调节,可通过调节滑差离合器的励磁电流来实现。下面介绍两种调节滑差离合器励磁电流的电路。
(1)用调压器调速。用调压变压器来改变励磁电流的整流器电源电压,以达到调速的目的。在此系统中,没有速度负反馈,电机的机械特性较软,一般可用于要求不高的调速差系统中。例如,制铜锌版使用的无粉腐蚀机,胶印制版的烘版机等。
由于这种控制线路结构简单,便于维护,所以在印刷机构中仍有实用意义。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,型号的选择应根据离合励磁线圈的功率或电流来确定。从电路图可看出,只要改变调压变压器的次级电压,就能改变整流输出直流电压,即改变滑差离合器励磁电流,这样就能调节电机的转速。
(2)速度负反馈电磁调速异步电动机控制电路。现在广泛采用具有速度负反馈的滑差离合器的控制装置,来实现宽范围无级调速,它比起其它调速电动机来说,具有以下主要优点:
①交流无级调速,机械特性硬度较高;
②结构简单、工作可靠、维护方便、价格低廉;
③调速范围大,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可调节转矩。在现代化的联合轮转机中,都应用了自动化的纸张拉紧机械,它可以达到随着卷筒纸直径的变化,调节离合器的转矩经保持拉力不变。
下面以zlk-10型调速装置为例,说明电磁调速异步电动机的调速线路的组成及其工作原理。
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的交流电压经vd2、整流并经c2、r2、c3滤波和vz稳压,得到16v的直流电压。zui后由r5和rp4“定速”档的转速。“运转”、“定速”由中间继电器ka3控制。
②转速反馈环节。zlk-10自动调速系统是采用三相交流测速发电机br对转速进行采样。所得交流经vd8-vd13整流和c8、r13、rp2、rp3滤液后,得到反馈电压,经过r8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c7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。
③放大器。放大器是以晶体管v2为核心组成。二极管vd4、vd5、vd6用作双向限幅保护,以避免v2的发射结承受过高的电压。给定电压与转速反馈电压通过电阻r6、r7和r8进行组合,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,对单结晶体管触发脉冲形成电路进行控制。
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交流电压,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饱和导通,vcel=0,放大器与触发电路不能工作。由v3和r11组成的恒流源,再加上电容器c6,能产生锯齿波用作移相,如图2-25c所示。其原理是这样的:设v3和r11恒流源的恒定电源是i0,恒定电流向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的谷值时又重新充电。而恒定电流i0的大小又受放大器v2输出电压的控制。如当v2的输入电压增大,v3的基极电压就降低,v3更加导通,v3集电极电流i0增大,这样充放电速度加快,可控硅触发提前,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。可见输入电压的大小可以控制可控硅的触发时刻。
触发器zui终在vu的*基极通过脉冲变压器tv输给晶闸管的控制极。二极管vd7用以短路负脉冲,防止可控硅因控制极出现负脉冲而击穿。
⑤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2-25e所示。整流电路的输出控制转差离合器的励磁线圈来产生励磁电流并zui终影响电机的转速。图中r1、c1和热敏电阻rv均对可控硅有过压保护作用。vd1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vd1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。
综合上述,当zlk-10自动调速系统处于“运转”状态,也就是调速状态时,通过调节电位器rp4改变电压给定环节的电压,来改变电动机的转速。例如调节rp4使给定电压uf增大,这时转速负反馈系统给出的电压u-保持不变,输入到v2的电压△u增加,由v3和11出增大,滑差离合器的励磁电流增大,zui终电动机转速变快。调速过程如下:
uf↑→△u↑→uc充电加快→ug触发提前→if↑→n↑
当zlk-10调速系统置于“定速”状态,也就是稳速状态时,通过调速系统可以稳定由于负载rl变化而引的转速变化。例如当负载变小时,电机转速将变快,转速负反馈电路给出的电压u-将增大,经过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。经过这样的所馈过程将使电机的转速基本不变。稳速过程如下:
rl→n↑→u-△u↓→uc充电变慢→ug触发滞后→if↓→n↓