電磁調速異步電動(dòng)機（滑差電機） 電磁調速異步電動(dòng)機又稱(chēng)滑差電機，它是一種恒轉矩交流無(wú)級變速電動(dòng)機。由于它具有調速范圍廣、速度調節開(kāi)滑、起動(dòng)轉矩大、控制功率小、有速度負反饋、自動(dòng)調節系統時(shí)機械特性硬度高等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此在印刷機及騎馬訂書(shū)機、無(wú)線(xiàn)裝訂、高頻烘干聯(lián)動(dòng)機、鏈條鍋爐爐排控制中都得到廣泛應用。如801型對開(kāi)立式�；剞D凸版印刷機、JS2101型對開(kāi)雙面膠印機，J2105型對開(kāi)單色膠印機、J2108型對開(kāi)單色膠印機、PZ4880－01A型對開(kāi)四色膠印機等印刷機械采用這種電動(dòng)機就更能符合印刷工藝要求。烘版機采用這種電動(dòng)機調速后，能有效地控制膠膜厚度，操作十分方便。騎馬訂書(shū)機采用這種電動(dòng)機調速，能夠根據書(shū)刊的要求相應地調節轉速而提高書(shū)刊裝訂質(zhì)量。編輯本段缺點(diǎn) 帶有速度負反饋的電磁調速異步電動(dòng)機的主要缺點(diǎn)是：在空載或輕載（小于10％額定轉矩）時(shí)，由于反饋不足，會(huì )造成失控現象；在調速時(shí)，隨著(zhù)轉速降低，離合器的輸出功率和效率也相應地按比例下降。所以此電機適用于長(cháng)期高速運轉和短時(shí)間低速運轉。為適應印刷機低速運轉的需要，在采用電磁調速異步電動(dòng)機作主驅動(dòng)的印刷機中往往再配裝一臺三相異步電動(dòng)機作為低速電機使用。編輯本段電磁調速異步電動(dòng)機結構與工作原理 電磁調速異步電動(dòng)機是由普通鼠籠式異步電動(dòng)機、電磁滑差離合器和電氣控制裝置三部分組成。異步電機作為原動(dòng)機使用，當它旋轉時(shí)帶動(dòng)離合器的電樞一起旋轉，電氣控制裝置是提供滑差離合器勵磁線(xiàn)圈勵磁電流的裝置。這里主要介紹電磁滑差離合器，圖2－19是其結構示意圖。它包括電樞、磁極和勵磁線(xiàn)圈三部分。電樞為鑄鋼制成的圓筒形結構，它與鼠籠式異步電動(dòng)機的轉軸相連接，俗稱(chēng)主動(dòng)部分；磁極做成爪形結構，裝在負載軸上，俗稱(chēng)從動(dòng)部分。主動(dòng)部分和從動(dòng)部分在機械上無(wú)任何聯(lián)系。當勵磁線(xiàn)圈通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，爪形結構便形成很多對磁極。此時(shí)若電樞被鼠籠式異步電動(dòng)機拖著(zhù)旋轉，那么它便切割磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生轉矩，于是從動(dòng)部分的磁極便跟著(zhù)主動(dòng)部分電樞一起旋轉，前者的轉速低于后者，因為只有當電樞與磁場(chǎng)存在著(zhù)相對運動(dòng)時(shí)，電樞才能切割磁力線(xiàn)。磁極隨電樞旋轉的原理與普通異步電動(dòng)機轉子跟著(zhù)定子繞組的旋轉磁場(chǎng)運動(dòng)的原理沒(méi)有本質(zhì)區別，所不同的是：異步電動(dòng)機的旋轉磁場(chǎng)由定子繞組中的三相交流電產(chǎn)生，而電磁滑差離合器的磁場(chǎng)則由勵磁線(xiàn)圈中的直流電流產(chǎn)生，并由于電樞旋轉才起到旋轉磁場(chǎng)的作用。 1-原動(dòng)機 2-工作氣隙 3-主軸 4-輸出軸 5-磁極 6-電樞 電磁滑差離合器的機械特性可近似地用下列經(jīng)驗公式表示： n=n0-KT2/I4f 式中：n0－離合器主動(dòng)部分（鼠籠電動(dòng)機）的轉速； n－離合器從動(dòng)部分（磁極）的轉速； If－勵磁電流； K－與離合器結構有關(guān)的系數； T－離合器的電磁轉矩。 當穩定運行時(shí)，負載轉矩與離合器的電磁轉矩相等。
編輯本段結論
�。�1）當負載一定時(shí)，勵磁電流If的大小決定從動(dòng)部分轉速的高低，勵磁電流愈大，轉速愈高；反之，勵磁電流愈小，轉速就愈低。根據這一特性，可以利用電氣控制電路非常方便地調節從動(dòng)部分的轉速。 �。�2）當勵磁電流一定時(shí)，從動(dòng)部分轉速將隨著(zhù)負載轉矩增加而急劇降低，并且這種下降在弱勵磁電流的情況下更加嚴重，如圖2-20a所示，它具有較軟的機械特性，這種軟的機械特性在許多情況下，不能滿(mǎn)足生產(chǎn)機械的要求。為了獲得范圍較廣，平滑而穩定的的調速特性，通常采用速度負反饋的措施，使電磁滑差離合器具有如圖2-20b所示的硬機械特性。 圖2－21為帶有速度負反饋的電磁調速異步電動(dòng)機原理框圖。它是利用測速發(fā)電機把離合器的輸出速度n換成交流電壓U－，再經(jīng)整流器變成直流電壓U－。將U－送入比較元件，與給定直流勵磁電壓Uf進(jìn)行比較。得電壓差△Uf－U－。所以輸入離合器的勵磁電流If不是正比于勵磁電壓Uf，而是正比于電壓△U。由于U～（U－）的大小與轉速n有關(guān)，n增大，U～（U－）變大。n減小，U～（U－）變小。因此，在給定直流勵磁電壓Uf有變情況下，輸入的勵磁電流If的大小與轉速n有關(guān)，即隨著(zhù)n的下降或上升，勵磁電流If將自動(dòng)增加或減小，由于負反饋的作用，提高了電磁離合器機械特性的硬度，這時(shí)調速的參數不再是電流If將自動(dòng)增加或減小，由于負反饋的作用，提高了電磁離合器機械特性的硬度，這時(shí)調速的參數不再是電流If而是電壓Uf。顯然，給定勵磁電壓Uf愈高，則轉速n愈高；反之則轉速愈低，如圖2-20b所示。 從圖中可以看出：在空載或輕載（小于10％額定轉矩）時(shí)，由于反饋量不足，會(huì )造成失控現象，此外，在調速時(shí)，隨著(zhù)轉速降低，離合器的輸出功率和效率也相應地按比例下降。編輯本段電磁調速異步電動(dòng)機的起動(dòng)與調速 1．電磁調速異步電動(dòng)機的起動(dòng)。該電動(dòng)機與轉運慣量較大的工作機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)。 在阻力較大的拖動(dòng)系統中，例如J2203膠印機，電動(dòng)機往往不能帶負載直接起動(dòng)，這時(shí)可在起動(dòng)前先斷開(kāi)離合器的勵磁電源，使鼠籠電動(dòng)機先空載起動(dòng)，然后再接上勵磁電源就可起動(dòng)了。 2．電磁調速異步電動(dòng)機的調速。由電磁調速異步電動(dòng)機的工作原理知，電磁調速異步電動(dòng)機的速度調節，可通過(guò)調節滑差離合器的勵磁電流來(lái)實(shí)現。下面介紹兩種調節滑差離合器勵磁電流的電路。 （1）用調壓器調速。在圖2－22中，是用調壓變壓器來(lái)改變勵磁電流的整流器電源電壓，以達到調速的目的。在此系統中，沒(méi)有速度負反饋，電機的機械特性較軟，一般可用于要求不高的調速差系統中。例如，制銅鋅版使用的無(wú)粉腐蝕機，膠印制版的烘版機等。 由于這種控制線(xiàn)路結構簡(jiǎn)單，便于維護，所以在印刷機構中仍有實(shí)用意義。在圖2－22中，TC是單機調壓變壓器，初級電壓220V，次級電壓為0－250V。整流元件是2CZ型硅二極管，型號的選擇應根據離合勵磁線(xiàn)圈的功率或電流來(lái)確定。從電路圖可看出，只要改變調壓變壓器的次級電壓，就能改變整流輸出直流電壓，即改變滑差離合器勵磁電流，這樣就能調節電機的轉速。 （2）速度負反饋電磁調速異步電動(dòng)機控制電路�，F在廣泛采用具有速度負反饋的滑差離合器的控制裝置，來(lái)實(shí)現寬范圍無(wú)級調速，它比起其它調速電動(dòng)機來(lái)說(shuō)，具有以下主要優(yōu)點(diǎn)： ①交流無(wú)級調速，機械特性硬度較高； ②結構簡(jiǎn)單、工作可靠、維護方便、價(jià)格低廉； (3)調速范圍大，用在像印刷機這樣的恒轉矩負載時(shí)，一般可達10：1，有特殊要求（如輪轉機）時(shí)亦可達50：1； (4)可調節轉矩。在現代化的聯(lián)合輪轉機中，都應用了自動(dòng)化的紙張拉緊機械，它可以達到隨著(zhù)卷筒紙直徑的變化，調節離合器的轉矩經(jīng)保持拉力不變。 下面以ZLK－10型調速裝置為例，說(shuō)明電磁調速異步電動(dòng)機的調速線(xiàn)路的組成及其工作原理。 圖2－23為ZLK－10自動(dòng)調速系統的方框圖，由圖可知，它由給定電壓、速度負反饋、放大器、觸發(fā)電路、可控硅(晶閘管）整流等環(huán)節組成，圖2－24是其原理圖。下面對它的基本環(huán)節進(jìn)行分析。 ①給定電壓環(huán)節。給定電壓環(huán)節起始于變壓器TC副邊5端、6端間的繞組。24V的交流電壓經(jīng)VD2、整流并經(jīng)C2、R2、C3濾波和VZ穩壓，得到16V的直流電壓。最后由R5和RP4“定速”檔的轉速�！斑\轉”、“定速”由中間繼電器KA3控制。 ②轉速反饋環(huán)節。ZLK－10自動(dòng)調速系統是采用三相交流測速發(fā)電機BR對轉速進(jìn)行采樣。所得交流經(jīng)VD8－VD13整流和C8、R13、RP2、RP3濾液后，得到反饋電壓，經(jīng)過(guò)R8傳至放大器的輸入端。由于不同測速發(fā)電機靈敏度之間存在差異，所以采用RP2對反饋電壓進(jìn)行調節。轉速表PV的刻度值依靠RP3調節。電容器C7用于減輕反饋電壓的脈動(dòng)，有利于調速系統動(dòng)態(tài)穩定性的提高。 ③放大器。放大器是以晶體管V2為核心組成。二極管VD4、VD5、VD6用作雙向限幅保護，以避免V2的發(fā)射結承受過(guò)高的電壓。給定電壓與轉速反饋電壓通過(guò)電阻R6、R7和R8進(jìn)行組合，形成輸入信號，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的集電極電位，對單結晶體管觸發(fā)脈沖形成電路進(jìn)行控制。 ④觸發(fā)電路。單結晶體管觸發(fā)電路的電源是由V1、VD3、R4與變壓器TC的6、7繞組組成。TC的6、7端輸出3V交流電壓，當為負半周期時(shí)，V1截止，V1集射極間電壓為16V，如圖2-25b所示；當7．6端輸出為正半周期時(shí)，經(jīng)VD3整流后加到V1的集射極上使V1飽和導通，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，當上升到單結管VU的峰值時(shí)單結管導通C6放電。放電到VU的谷值時(shí)又重新充電。而恒定電流I0的大小又受放大器V2輸出電壓的控制。如當V2的輸入電壓增大，V3的基極電壓就降低，V3更加導通，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，導通角增大，導致勵磁電壓增大，如圖2-25e所示；同理V2的輸入電壓減小時(shí)，I0減小，導致導通角減小，勵磁電壓減小�？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)器最終在VU的第一基極通過(guò)脈沖變壓器TV輸給晶閘管的控制極。二極管VD7用以短路負脈沖，防止可控硅因控制極出現負脈沖而擊穿。 ⑤可控硅整流電路。該系統采用可控硅單相半波整流電路，波形如圖2－25e所示。整流電路的輸出控制轉差離合器的勵磁線(xiàn)圈來(lái)產(chǎn)生勵磁電流并最終影響電機的轉速。圖中R1、C1和熱敏電阻RV均對可控硅有過(guò)壓保護作用。VD1為續流二極管，其作用是，正半周時(shí)由于可控硅導通而使離合器工作；負半周時(shí)可控硅不導通，勵磁線(xiàn)圈產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢可經(jīng)過(guò)VD1形成放電回路，使線(xiàn)圈中的電流連續，從而使離合器工作穩定。 綜合上述，當ZLK－10自動(dòng)調速系統處于“運轉”狀態(tài)，也就是調速狀態(tài)時(shí)，通過(guò)調節電位器RP4改變電壓給定環(huán)節的電壓，來(lái)改變電動(dòng)機的轉速。例如調節RP4使給定電壓Uf增大，這時(shí)轉速負反饋系統給出的電壓U－保持不變，輸入到V2的電壓△U增加，由V3和11出增大，滑差離合器的勵磁電流增大，最終電動(dòng)機轉速變快。調速過(guò)程如下： Uf↑→△U↑→Uc充電加快→Ug觸發(fā)提前→If↑→n↑ 當ZLK－10調速系統置于“定速”狀態(tài)，也就是穩速狀態(tài)時(shí)，通過(guò)調速系統可以穩定由于負載RL變化而引的轉速變化。例如當負載變小時(shí)，電機轉速將變快，轉速負反饋電路給出的電壓U－將增大，經(jīng)過(guò)R6、R7、R8給出的比較電壓△U將減小，這樣C6充電速度變慢，單機轉速變慢。經(jīng)過(guò)這樣的所饋過(guò)程將使電機的轉速基本不變。穩速過(guò)程如下： RL→n↑→U－△U↓→Uc充電變慢→Ug觸發(fā)滯后→If↓→n↓
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