电磁调速电动机教案.pdf

电机技术与控制电机技术与控制教案教案任课教师：任课教师：2012 年 3 月2012 年 3 月1湖南铁道职业技术学院教教 师师 课课 时时 授授 课课 计计 划划教师姓名 罗钟祁 课程名称电机技术与控制实训授课时数 10 累计课时 10授课日期授课日期授课班级授课班级课题课题项目一、电磁调速电动机知识目标知识目标1、认识电磁调速电动机2、学习电磁调速电动机的结构、型号3、学习电磁调速电动机的工作原理4、学习电磁调速电动机的修理及试車5、学习电磁调速电动机的故障分析与排除方法教学目标教学目标技能目标技能目标1、掌握电磁调速电动机的工作原理2、掌握电磁调速电动机的修理及试車3、熟练分析与排除电磁调速电动机的故障态度目标态度目标培养学生懂原理、会操作，做到理论、实践全面发展。培养学生的职业道德、6S 管理水平教学重点教学重点教学难点教学难点教学资源教学资源教教 学学 参参 考考书书原理、修理、故障处理故障处理仪器仪表、电磁调速电动机电工手册上海科学技术出版社、维修电工技术机械工业出版社、电磁调速电动机控制器使用说明书南京第二调速电机厂教教学学过过程程设设计计教学环节教学环节教学内容教学内容教学环境、教学环境、教学方法、教学方法、时间时间资源资源教学组织教学组织授课环节检查学生出勤、着装情况，对学生安全训导检查学生出勤、着装情况，对学生安全训导1、电磁调速电动机的结构、型号2、电磁调速电动机的工作原理 3、电磁调速电动机的修理及试車 4、电磁调速电动机的故障分析与排除方法讨论环节终结考核有关电磁调速电动机的知识针对授课内容提出课题，每组由 1 人作答实训室、学生研讨形式实训室、学生回答问题实训室、点名、安全训导10 分钟实训室、授课与示范3 小时 50分钟1 小时1 小时课后小结课后小结总结项目一实施情况2湖南铁道职业技术学院教教 师师 课课 时时 授授 课课 计计 划划教师姓名 罗钟祁 课程名称 电气控制实训 1 授课时数 18 累计课时 28授课日期授课日期授课班级授课班级课题课题项目二、电磁调速电动机控制器1，学习电磁调速控制器的工作原理知识目标知识目标2、掌握电路安装与调试3，掌握故障处理1、掌握电磁调速控制器的工作原理教学目标教学目标技能目标技能目标2、熟练完成电路安装与调试3，熟练处理与分析电路故障培养学生懂原理、会安装与调试，做到理论、实践全面发展。态度目标态度目标培养学生的职业道德、6S 管理水平教学重点教学重点教学难点教学难点教学资源教学资源教学参考书教学参考书作作业业控制器的工作原理控制器的故障处理万用表、转速表、电烙铁、电子器件、工具、调速装置电工手册上海科学技术出版社、维修电工技术机械工业出版社、电磁调速电动机控制器使用说明书南京第二调速电机厂教教学学过过程程设设计计教学环境、教学环境、教教学方法、学方法、资源资源实训室、点名、进行安全训导教学环节教学环节教学组织教学组织教学内容教学内容检查学生出勤、着装情况，对学生安全训导检查学生出勤、着装情况，对学生安全训导时间时间10 分钟授课1，电磁调速控制器的工作原理2，电路安装与调试3，电路故障处理电路安装与调试实训室、授课与示范实训室、实践指导3 小时 50分钟实践12小时全程检查与考核过程与完工调试的考核实训室、器材、结果检查课后小结课后小结总结项目一实施情况3湖南铁道职业技术学院教教 师师 课课 时时 授授 课课 计计 划划教师姓名罗钟祁课程名称电机技术与控制实訓课后分析时间课后分析时间课后分析时间课后分析时间课后分析班级班级班级班级4项目一项目一电磁调速电动机电磁调速电动机（一）（一）教学组织教学组织1 1检查学生出勤及着装情况检查学生出勤及着装情况2 2安全训导安全训导（二）授课内容（二）授课内容一、电磁调速电动机一、电磁调速电动机电磁调速电动机也称滑差电动机，国外则称 VS 电动机（V S M）、AS 电动机（A S M）或EC 电动机（E C M）。是一种恒转矩交流无级变速电动机，通过晶闸管控制可实现交流无极调速。由于它具有调速范围广、速度调节开滑、起动转矩大、控制功率小、有速度负反馈、自动调节系统时机械特性硬度高等一系列优点，适用于恒转矩负载的各种机械设备，在矿山、冶金、纺织、化工、造纸、印染、食品、制糖、塑料、电站、电线电缆、水泥等部门得到广泛应用。当用于变负荷的风机、水泵时以转速控制代替传统的节流控制，可取得显著的节能效果。电磁调速异步电动机内部結构如图 1-1 所示。图 1-1电磁调速电动机内部結构图1 电磁调速电动机的规格型号（1）YCT 系列电磁调速电动机5目前我国生产的 YCT 系列电磁调速电动机是全国统一设计的，取代JZT 系列电动机的更新产品，是目前我国推广的节能产品之一。YCT 系列电磁调速电动机是一种简单可靠、经济的交流无级调速装置。它由交流三相异步电动机，电磁转差离合器和控制器组成。通常与JDIA 型控制器配合后组成一套交流无级调速装置。适用于恒转矩负载场合。B 产品型号含义YCT 4交流异步 拖动电动机功率挡（A 或 B）电磁拖动电动机极数调速中心高YCTE 系列是电磁调速电动机的最新系列，设计先进、加工精良、效率高、节省能源、电机运转特性好、振动小、噪音低。（2）YDCT 系列換极式电磁调速电动机YDCT 系列电磁调速电动机是 YCT 系列电磁调速电动机的派生产品。它用YD 系列 4/6 极双速三相异步电动机作为拖动电动机，与 JZT6、JZT7 型換极式调速电动机控制器配套使用、可实现宽范围无级调速，并且随着转速的变化，交流异步电动机能自动进行 4 极和 6 极切換。（3）YCTD 系列低电阻电枢电磁调速电动机YCTD 系列电磁调速电动机是风机、泵类专用的电磁调速电动机、由于 JZT和 YCT 系列电磁调速电动机的电磁转差离合器均采用实心钢电枢结构，涡流电阻率高，因此转差率大，电动机运行效率较低。近年来，我国根据国外电磁调速电动机的发展趋势和英国 J.DAVIES 教授提出的“低电阻端环电枢”和“电枢分层”理论，在 YCT 系列基础上，采用低电阻端环（铝或铜）技术研制成功了 YCTD系列风机、泵类专用电磁调速电动机。该系列产品最高输出转速高达原动机额定转速的 95左右，与 YCT 系列相比，效率提高 10以上，因而使调速节能和使用效果更加显著。该电机采用組合式結构。2电磁调速电动机构造目前国产的 YCT 电磁调速电动机的结构有二种，一种是中小型电机为组合式结构，这种电磁调速电动机的型号有 YCT 系列和 JZT2（JZT）系列的 1-7 号机座。另一种则为整体式结构，即将异步电动机与电磁转差离合器组装在一个机壳内成为一个整体，原动机转子部分套在空心轴上，空心轴通过轴承装在电动机两端盖上，这种调速电动机的型号有 JZTT（JZTT2）系列、JZ2（JZT）系列 8-9号机座。它们的构造由三相交流笼型异步电动机、电磁转差离合器、测速发电机及控制装置等组成。组合式外型如图 1-2 所示。6图 1-2组合式外型结构图（1）三相交流笼型异步电动机作为原动机拖动电磁转差离合器电枢一起旋转。功率为 0。6100KW（2）电磁调速电动机电磁调速电动机，也称滑差电机或电磁转差离合器。通过磁场作用将主动轴的转矩传递到输出轴（也称从动轴），电磁转差离合器有两个旋转部分，一个是电枢，另一个是磁极，因此电磁转差离合器由电枢、爪形磁极等部分组成，如图 1-3 所示。图 1-3电磁转差离合器结构图1）电枢也叫转子。由铁磁材料制成的圆筒形钢体，具有导磁、导电的作7用，直接装在异步电动机的输出轴上，作为主动外转子，其转速与异步电动机同步。在电枢上铸有或装有风叶、散热筋，起散热作用。电枢作为主动转子与三相异步电动机转子硬連接以恒速旋转。2）磁极磁极为由铁磁材料制成一对相互交叉的爪极，通过非磁性材料将两个爪极焊接成为一个整体装在输出轴上。磁极与电枢之间形成气隙，两者之间无机械硬連接，磁极上装有励磁绕组，通过集电环由直流电源供电，对线圈励磁。磁极作为从动转子（或内转子）在电枢与静止导磁部分之间旋转，并输出转矩，帶动生产机械运转。（3）测速发电机为三相永磁式测速发电机，与磁极（电磁转差离合器）输出轴共轴，起转速负反馈作用来控制电磁转差离合器的转速，使电磁转差离合器稳速，实现自动调速。电磁转差离合器（磁极）是一个传递转矩的装置，它把原动机（交流异步电动机）发出的转矩通过电磁作用传递到负载上。传递的转矩和转速与电磁转差离合器励磁电流的大小有关。励磁绕组不通电时，从动部分不会转动，相当于离合器分离。直流励磁电流越大，输出的转矩也越大。3电磁调速电动机的工作原理电磁调速电动机的无极调速主要是通过磁极（电磁转差离合器）来实现的。其工作原理是：当爪形磁极的励磁绕组通入直流电流电励磁后，沿爪形磁极圆周产生磁通，磁通在爪形磁极上形成 N、S 极，如图 1-4 所示。图 1-4电磁转差离合器磁力线通过爪极气隙电枢气隙爪极形成闭合回路，在原动机起动后，离合器的电枢就随电动机在磁场中以转速 n1 旋转，在原动机起动后，电磁调速电动机的电枢就随电动机在磁场中以转速 n1旋转，于是电枢与磁极便有相对运动。根据电磁感应定律可知，短路的电枢铁心切割磁场将产生电动势。由于电枢由整体铸钢做成，在感应电动势的作用下，电枢中就会产生涡流（即感应电流）。涡流 I 的方向可按右手定则决定，涡流与爪形磁极的磁场互相作用产生电磁力，形成电磁转矩，迫使爪形磁极带动輸出轴随电枢的转动方向旋转。电磁调速电动机的爪形磁极（从动部分）的转速 n2必定小于电枢（主动部8分）的转速n1，只有当它们之间存在着转差率，才能产生涡流（感应电流）和转矩，所以称为电磁转差离合器。若沒有（n1n2）这个转差，电枢中就不能产生涡流，也就沒有电磁转矩了，则电枢与磁极就没有相对运动。从这一点上来看，它的工作原理与三相异步电动机颇相似；其区别仅在于异步电动机的旋转磁场由三相交流电流产生的，而转差离合器的“旋转磁场”则是由直流电产生磁场，由于电枢的转动才起到了旋转磁场的效应。4电磁调速电动机的特点（1）调速范围广，起动性能好，起动转矩大，控制功率小，调速范围可达 1：10（1201200min），功率为 0.6100KW。（2）具有转速负反馈的自动调解系统，调速平滑，可以进行无级调速，转速变化率小、调速精度高。（3）结构简单，运行可靠，维修方便，价格便宜。（4）电磁转差离合器适用于通风机负载和恒转矩负载，而不适用于恒功率负载。（5）控制系统简单、可靠，可手控、自控和遥控，适应范围广。（6）由于转差离合器是依靠电枢中的涡流而工作的，涡流损耗要引起电枢发热，在一定的负载转矩下，输出转速越低，转差越大，发热也越厉害，因此，电磁调速异步电动机不适宜长时期处于低速运行。（7）无失控区域，能空载调整转速。4电磁调速电动机的机械特性（1）电磁调速电动机的自然机械特性电磁调速电动机的机械特性是指其输出轴上的输出转矩 T 与转速的函数关系 T（），且自然机械特性是指没有闭环控制时电动机自身的 T（）曲线，如图 1-5 所示。图 1-5自然机械特牲9转差离合器爪形磁极的转速 n2与励磁电流的强弱有关，改变励磁电流的大小，就可以得出不同的机械特性曲线，由图中可知，在一个励磁电流 I下，存在一条机械特性曲线，其形状为下垂的，因此，改变励磁电流 I，便得到一族下垂的机械特性曲线。励磁电流If越大，建立的磁场越强，在一定的转差下产生的转矩（T）越大，因而机械特性曲线越向右偏移。从图中可以看出，对于一定的负载转矩（TZ），励磁电流不同时，就有不同的输出转速，因此，只要改变励磁电流，就可以调节转差离合器的输出转速。由于电磁调速电动机的原动机是三相异步电动机，在额定转矩范围內其转速变化不大，所以电磁调速电动机的机械特性基本上取决于电磁转差离合器的机械特性，从电磁调速电动机的自然机械特性可以看出，空载转速1是不变的，但随着负载转矩的增加，输出转速急剧下降，故机械特性很软，是软特性，励磁电流 I值越小，特性越软。显然，这样的机械特性，不能直接应用于要求速度比较稳定的工作机械上。（2）带转速负反馈闭环系统的电磁调速电动机的机械特性由于电磁转差离合器的固有机械特性很软，为了提高电磁调速电动机机械特性的硬度，扩大调速范围，应采用帶转速负反馈组成的闭环调速系统，以获得具有较硬的闭环调速系统静特性。由安装在电磁调速电动机输出轴上的测速发电机，检出实际运行速度与设定速度比较，按速度偏差值控制电压来调节电动机的励磁电流，从而调节输出转矩，可以得到速度变化率较小的硬机械特性。速度变化率在 2左右，如图 1-6 所示。由图可知，静特性两端受到最大励磁电流和最小励磁电流的限制。闭环系统的无级调速范围可达 10：1，由于它在低速帶负载运行时损耗较大，效率较低，所以适用于经常在高速状态下运行，只有空载才须低速运行的情况。（3）电磁调速电动机的调速特性电磁调速电动机运行时，最高速度不可能超过原动机的转速，一般电磁调速10电动机输出的最高转速为原动机速度的 8095，所以调速范围的大小主要取决于最低运行速度，此最低速度一般为额定速度的 10，因此调速范围为 10左右。电磁调速电动机是改变电磁转差离合器的励磁电流的方式来调速的，是一种平滑的无级调速系统。但是由于该调速系统是依靠负载转矩的反作用来减速和停車的，而电磁转差离合器本身不产生制动转矩，所以当负载惯性大或减速时，负载反向转矩小时，调速系统的响应速度就低，故难于控制。因此在要求迅速减速和停車准确时，应采用电磁制动器的电磁调速电动机。二、.电磁调速电动机的修理及试車1，电磁离合器拆装注意事项及步骤（1）弄清电磁转差离合器的结构。（2）动手拆卸时，要注意各部件相对位置的标记。对于原装配的标记，要认真注意和保存好，并应根据需要记好和增记一些复位标记。（3）拆装过程中要保护好各止口和气隙面。（4）应先拆交流异步电动机，松开各紧固螺丝，使交流异步电动机与电磁离合器分开。（5）然后用拿马拆除联軸器或带轮，再拆卸电磁转差离合器。（6）拆卸电磁转差离合器的紧固螺丝，抽出电枢部件。拆装离合器的电枢时，要细心，不要磕碰。（7）拆装时，要注意保护励磁线圈的绝缘，不要碰坏或损伤其绝缘。（8）离合器装好后转动输出轴、磁极和导磁体间不应有扫膛现象。在此基础上与电动机装起来，再转动输出轴，检查磁极和电枢间是否有扫膛现象。（9）拆卸时应仔细将零部件做好清洁处理，清除内部灰尘。检查轴承是否磨损及更換润滑脂等检修工作。（10）装配顺序与拆卸时顺序相反，装配前应对电机等作绝缘检查和空载电流、负载电流检查。还有电磁离合器端盖与交流电动机的端盖連成一体，折装时应先折电磁离合器输出轴端，将输出轴端盖取出，然后拿出磁极，再折交流电动机与电磁离合器連体端盖，将交流电动机連电枢一起拿出，注意不要碰坏电枢。2电磁离合器的修理（1）更換轴承其检查和处理的方法与一般的异步电动机相同。（2）更換杯形电枢杯形电枢的几何尺寸以及装配、配合等较精密。若故障出在杯形电枢，一般都要更換，不宜修整。杯形电枢的问题常由轴承的问题引起，11故应先对轴承做好检查和处理。（3）更換线圈若线圈发生断线、接地或短路等故障，一般需要更換。更換线圈时，要注意到位并固定牢固。注意引出线要固定，绝缘等要处理好。3测速发电机的修理对于线圈短路或断线等故障，一般需要检查整部的测速发电机。若其整流子或铜头磨损，应先检查刷握有无位移和电刷的磨损情况，电刷磨损严重的要更換。电刷铜头修理时，应将输出轴拆下，用車床或磨床进行修整。4修理后的检查和试車（1）电磁调速电动机的检查1）检查励磁绕组和测速发电机的直流电阻和绝缘电阻。其绝缘阻值不应低于 0.5M。2）检查输出轴和原动机转轴的转动有无卡住或扫膛现象，来判别杯形电枢的装配情况。3）按对一般笼型异步电动机的要求和方法，对其原动机做好检查。（2）控制器的检查1）检查控制器是否与电磁调速电动机配套。2）检查控制器各处接线是否正确、牢固、各插头、插座等是否接触良好3）将调速旋钮置于零位，然后接通电源，指示灯应亮，再缓慢调整调速旋钮，如此时励磁电压由零突然上升，可表明控制装置基本正常。做这项检查时应注意，调整调速旋钮时，只可微调，时间亦不可长，越短越好，因这时没有反馈。（3）检查原动机、测速发电机、励磁绕组以及控制器等各部位的接线是否正确，是否符合铬牌以及说明书的规定。（4）试运转1）启动原动机，按顺时针方向调动旋钮，负载的转速应逐渐上升，转速应有相应的指示，调至较高转速后，再细调动旋钮使负载稳定在某一转速上。然后将调速旋钮反方向旋转使其降速，若此时发现转速有周期振荡现象，可调換输出端的极性，然后再试。2）若调速旋钮调到最大位置时，负载的转速达不到额定值，应适当减少速度反馈量，反之，应增加速度反馈量。3）如控制器上的转速指示与用转速表实测不对，应将转速指示进行调整，使其与转速表速度一致。3仪器仪表的使用（1）摇表的使用121）摇表的选用测量额定电压在 500 以下的设备或线路的绝缘电阻时，可选用 500 伏或 1000伏摇表，测量额定电压在 500 伏以上的设备或线路的绝缘电阻时应选用 10002500 伏摇表，测量瓷瓶时，应选用 25005000 伏摇表。2）摇表的接线和测量方法摇表有三个接线柱，其中两个较大的接线柱上分别有“E”（接地）和“L”（线路），另一个较小的接线柱上标有“G”（保护环或叫屏蔽端子）。保护环的作用是消除表壳表面“L”与“E”接线柱间的漏电和被测绝主缘物表面漏电的影响。接线必须正确无误，线路接好后，按顺时針方向摇动摇表的手柄，转速要均匀，由慢变快，一般约 120rmin，最多不应超过 25，通常要摇动一分钟后，待表针稳定，这时表针指示的数值就是所测得的绝缘电阻值。若测量中发现指針指零，应立即停止摇动手柄。当被测电路中有电容时，先持续摇动一段时间，让摇表对电容充电，指針稳定后再读数，测完后先拆去接线，再停止摇动。测量照明或电力线路对地的绝缘电阻将摇表接线柱的“E”可靠地接地，“L”接到被测线路上，如图 17 所示：（a、摇表实物图 b、接线图）图 17（a、摇表实物 b、接线图图）测量电机的绝缘电阻对地绝缘：将摇表接线柱的“E”接机壳，“L”分别接到电机三相绕组上，摇测三次，相间绝缘：分别将摇表接线柱的“E”和“L”接到电机两相绕组上，三相都要检测到。3）使用摇表时的注意事项测量电气设备和线路的绝缘电阻时，必须先切断电源，绝对不允许设备和线路带电时用摇表去测量，以保证人身安全。摇表测量时应放在水平位置，测量前先转动摇表作开路试验，指针是否指在“”处，再将“L”和“E”两个接线柱短接慢慢地转动摇表，看指针是否指13在“0”处，若能指在“0”处，说明摇表是好的。注意在摇动手柄时不得让“L”和“E”短接时间过长，否则将损坏仪表。摇表接线柱上引出线应用多股软线，且要有良好的绝缘，两根引线切忌絞在一起，以免造成测量数据的不准确。摇表测量前应对设备和线路先行放电，以免设备和线路的电容放电危及人身安全和损坏仪表，以及减少测量误差。测量完毕，应对设备充分放电，否则容易引起触电事故。禁止在雷电时或在邻近有带高压导体的设备时用摇表进行测量。（2）钳形表的使用方法钳形表又称钳形电流表，在不断开电路而需要测量电流的场合，可使用钳形表。钳形电流表是根据电流互感器的原理制成的。钳形电流表由电流互感器和电流表组成，如图 1-8 所示。图1-8钳形电流表结构1-电流表 2-电流互感器 3-铁心 4-被测导线 5-二次绕组 6-手柄7-量程选择开关1）钳形表的使用方法甪钳形电流表测量电流时，先估算被测量电流的大小，选择合适的量程，被测量的大小不能估算时应选用最大量程，手持胶木手柄，将开关转到应测量程位置，用手捏紧手柄开关，使钳口打开，将被测载流导线放在钳口中间，然后，放开手柄，钳口就自动闭合，被测导线的电流就通过表头获得测量值。2）使用钳形电流表注意事项钳形电流表不得去测量高压线路的电流，被测线路的电流不能超过钳形表所规定的使用电压，以防绝缘击穿，人身触电。测量前应估计被测电流的大小，选择适当的量程，不可用小量程档去测量大电流。14每次测量只能钳入一根载流导线，测量时应将被测导线置于钳口中央部位，以提高测量准确度。测量结束应将量程调节开关扳到最大量程档位置，以免下次安全使用。测量单相负載时，只能将一根载流导线置于铁芯中，否则将测不到电流。测三相负載时，则将要测的一根相线置于铁芯中。如果铁芯中放入两根相线，测得的将是剩余一相的相电流。铁芯中放入三根相线，则测不到电流。被测电流较小选不到合适的量程时，可以将被测载流导线在铁芯上绕几圈，使仪表指针的偏转角增大。但此时的实际电流测量值应为读数除以所绕圈数所得的商。圈数计算应以铁芯内为准，否则将少计算一圈，使测量值的正误差增加很多。（3）转速表的使用1）转速表的量程应据电动机的转速选择。2）转速表的顶針应根据转軸的中心定位孔选择适合的顶針。3）操作时手要拿平稳，用力适当。4电磁调速电动机的试車（1）电磁调速电动机装配好后按拆卸时作的标记将线接好。（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）接通拖动电动机电源开关，观察运行是否正常。如发现有任何不正常现象或异常声音时，须立即停車进行检查，排除故障，直至试車正常。（4）接通控制器电源，缓慢调节调速电位器，观察转速表应逐渐上升，再将电位器旋至某一位置，观看转速表值，用机械转速表测定电机实际转速，如两者数值不一，调整转速表校准电位器，使两个数值一致，并再重复校准一次。15项目二、项目二、电磁调速电动机的控制装置电磁调速电动机的控制装置前面讲过由于电磁转差离合器的固有机械特性很软，所以电磁调速电动机要扩大调速范围，应采用转速负反馈来組成闭环调速系统，以获得具有较硬的闭环调速系统靜特性。闭环调速系统的组成如方框图 2-1 所示。图 2-1 调速控制器调速方框图一、电磁调速电动机的调速原理用测速发电机組成转速负反馈调速系统，与电磁转差离合器的转轴連接，它的输出电压正比于转速，此电压作为反馈电压 UF，将给定电压 UK与反馈电压UF比较，比较后的偏差电压UCUKUF，经放大电路放大后，与移相触发电路的锯齿波电压合成，输出一脉冲，送到晶闸管主电路，将其输出电压对励磁绕組供电。当原动机起动后，旋转的电枢切割供直流电的励磁绕组产生的磁场，因而产生感应电动势，使电枢产生涡流，涡流与磁场互相作用产生电磁转矩，使磁极与输出轴随电枢旋转。改变给定电压 UK的数值，也就改变电动机的转速。二、电磁调速电动机控制器工作原理1电磁调速电动机控制器面板結构图16我国生产的电磁调速电动机控制器，是全国统一设计的 JD1 系列，它是取代 ZLK 系列的更新产品，用于 YCT 和 YCTD 系列电磁调速电动机的转速控制，控制器外形如图.2-2 所示，控制器面板由：（1）转速表、（2）转速表校正电位器、（3）速度反馈调节电位器、（4）速度调节电位器、（5）电源开关、（6）指示灯、（7）7 孔圆插座組成JD1 型号含义：JD1 交流电磁调速电动机 原动机功率设计序号 A：手操普通型 B：手操精密型 2控制器电路元件明細表序号名称代号1控制变压器TC12脉冲变压器TC23晶闸管VT4二极管VD5压敏电阻RV6三极管BG1、BG27二极管VD1VD128二极管VD01、02、039稳压管VW110稳压管VW2111213141516171819202122232425规格型号90131N40071N40074745473868uf100v220uf25v47uf100v68uf5022uf25v1.3k3w300 12 w7.5k 12 w20 12 w51 12 w3k 12 w22k 12 w1k 12 w220 12 w2.2k 12 w作用触发晶闸管输出直流电压续流保护整流对给定信号稳压对放大管穏压滤波滤波滤波锯齿波形成滤波、限流电流反馈电压反馈锯齿波形成电流调节电压调节17电解电容电解电容电解电容电解电容电解电容电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电位器电位器C1C2，5，7C3C4C6R1R2R3R4R5R6R7R8Rp4Rp53控制电路工作原理控制电路原理如图 2-3 所示，由图可知，电路由主电路、触发电路（电源电路，给定电路、放大电路、移相触发电路、转速负反馈电路等环节）组成。下面分别介绍调速系统各环节的工作原理。（1）主电路1）主电路是一个带续流二极管的单相半波可控整流电路。输入 220 伏的交流，输出 090 伏的直流，作为电磁调速异步电动机励磁绕組的直流供电。2）主电路的保护装置用快速熔断器进行短路和过载保护，熔体可按晶闸管额定电流的 11。5 倍选择；用硒堆或压敏电阻RV进行交流侧吸收浪涌电压保护；用二极管 BZ12 对脉冲变压器 TB 次边作续流保护；用续流二极管 G2 对晶闸管 KZ 电流过零的关闭保护，在主回路电源电压过零时，电动机励磁绕组的感应电动势可使晶闸管继续导通，发生失控。而加有续流二极管，励磁绕组的持续电流不再流过晶闸管，而是通过续流二极管形成回路，晶闸管因电流过零而关闭。图 2-318（2）触发电路由电源电路，测速反馈环节、给定电压环节、比较放大环节、移相和触发环节等組成。1）电源电路由同步变压器 TC 输入 220V 交流电压,输出 49V 到给定环节,10V 到比较放大环节,4.8V 到锯齿波形成环节,18V 到脉冲形成环节,5.6V 到电源指示灯。2）测速反馈环节三相交流测速发电机 G 与负载同轴相联，将负载转速变为三相交流电压，经三相桥式整流 BZ6 和电容 C8 滤波后，输出直流反馈信号。电位器 W2 用以调节反馈量，W3 用以调整转速表的量程范围。3）给定电压环节由同步变压器 TC 输出 49V 后，经单相桥式整流 BZD1和阻容型滤波以及稳压管 WD1 稳压，输出比较稳定的直流电压 16V 作为给定电压。电位器 W1 用以改变给定电压大小，以实现电动机的调速。4）比较和放大环节由同步变压器 TC 输出 10V 后，经单相桥式整流 BZD2、电容 C5 滤波，输出稳定的直流电压 8.4V 供三极管 BG2 作为集电极电源。BG2是单级共发射极放大器，R6 是它的集电极负载电阻，R7 为电压反馈式偏置电阻，R4 是电流负反馈电阻，它起到稳定 BG2 工作点的作用。给定电压与反馈电压比较后输入给三极管 BG2 进行放大，在 BG2 的负载电阻 R6 上得到放大了的控制信号输入触发器。BZ7、8 和 BZ9 对输入信号实行正反向限幅，避免 BG2 基极承受过大的正反向电压而损坏。5）移相和触发环节220V 移相和触发环节采用同步电压为锯齿波的单只晶体管的触发电路。锯齿波形成由同步变压器 TC 输出 4.8V 电压，当同步电压为正半周时，经过二极管 BZ11 半波整流后，给电容C6 充电，因二极管正向电阻很小，C6 上的电压基本上与同步电压一样迅速上升，当同步电压由顶峰开始下降时，电容C6 两端电压大于同步电压时，二极管 BZ11 截止，于是电容 C6 通过电阻 R8 放电，由于C6、R8 都较大，放电很慢，一直到下个周期同步电压大于C6 电压后，C6 又被重新充电。因而在 C6、R8 两端形成锯齿波电压。触发脉冲的形成来自比较和放大控制电压与同步锯齿波电压合成后，加在三极管 BG1 的基极，当同步锯齿波电压高于控制电压 Uy 时，BG1 截止，当同步锯齿波电压低于控制电压 Uy 时，BG1 导通，电容 C8 放电，有一电流经脉冲变压器一次侧绕組，形成集电极电流。触发电路的输出由于 BG1 导通，使脉冲变压器一次侧绕組有一输入电压，则在二次侧绕組输出一个正脉冲。图 2-4 是触发电路各点波形。19图 2-43.调速过程和恒速过程1）调速以增速为例,调节给定电压环节的电位器 W1，增加给定电压，UsnUfnUS增大，经 BG2 放大后输至触发电路的控制电压就增大，因而触发电路输出脉冲前移，晶闸管移相角a 减小，导通角增大，主电路输出电压增大，离合器的励磁电压增大，因而速度上升，因此改变 W1 就可改变电机负载的转速。2）恒速在调速系统中加入速度负反馈，提高了机械特性的硬度，使转速降落减小（即静差度小），从而扩大了允许的调速范围，使系统的静特性得到改善。例如当转差电磁离合器所带负载增大，其转速就要下降，测速发电机输出的负反馈电压也随之下降，这样，给定电压与反馈电压差值增大，BG2 输入信号增大，结果使离合器的励磁绕組电压自动增大，而保持转速近似不变，达到了自动稳速的目的。自动调速过程如下：当负载增加 n UfnUUsn（UsnUfn）n三、电路安装焊接工艺技术要求1.安装焊接电磁调速电动机控制器电子线路。202.工艺技术要求（1）阅读电气原理图，熟悉线路的工作原理及各元件的作用。（2）检查测量电子元器件的质量。1）二极管判别方法性能判别测试二极管正、反向电阻相差越大越好，两者相差越大，表明二极管的单向导电特性越好。如果正、反向电阻值很相近，表明管子已坏。若正、反向电阻都很小或为零，说明管子已被击穿，若正、反向电阻都很大，说明管子内部已断路。对于硅管正向电阻一般为几百到几千欧姆之间，反向电阻一般都在几百千欧姆以上。测量时，要根据二极管的功率大小，小功率的二极管一般用R100 或 R1K 档，中、大功率二极管一般选用 R1 或 R10 档极性判别在测试正、反向电阻时，当测得电阻值较小时，与黑表笔相連接的那个电极是二极管的正极：当测得的电阻值较大时，与黑表笔相連接的电极是二极管的负极。2）稳压管判别方法判别穩压管是否断路或击穿损坏，可选用 R100 档。判别方法与二极管相同，测得正向电阻值无穷大为管子内部断路。测得反向电阻值近似为零为管与内部击穿，如果正反电阻值相差太小，说明其性能变坏或失效。3）发光二极管判别发光二极管可用万用表 R10K 档测量其正、反电阻，当正向电阻小于 50K，反向电阻大于 200K 时均为正常，如正、反向电阻均为无穷大，说明此管已损坏。4）三极管的判别方法管型和基极的判别方法用万用表电阻量程 R100 或 R1K 档，将红表笔接某一管脚，将黑表笔分别另外两个管脚，测量两个电阻值，若两个电阻值均较小时，红表笔所接的管脚为 PNP 型管的基极。若测得的电阻值均较大，红表笔所接的管脚为 NPN 型管的基极。同样用黑表笔可测出 NPN 型管，将黑表笔接某一管脚，红表笔接另外两个管脚，当测得两个电阻值较小时，黑表笔所接的管脚为NPN 型。若两个电阻值均较大，则黑表笔所接的管脚为 PNP 型管的基极。集电极的判别方法可利用三极管正向电流放大系数比反向电流放大系数大的原理确定集电极。用万用表电阻量程 R100 或 R1K 档，用手掐住基极和假定的集电极并保持一个间隙，如果是 NPN 型管子，黑表笔接假定的集电极管脚，红表笔接假定的发射极，测得电阻值小（指针偏摆幅度大）的黑表笔接的管脚为集电极 C，红表笔所接的管脚为发射极。如果是PNP 型管子，红表笔接假定的集电极管脚，黑表笔接假定的发射极，测得电阻值小（指針偏摆幅度大）的管脚为集电极 C，红表笔所接的管脚为发射极。5）单向晶闸管判别晶闸管的判别一般用万用表电阻量程R1K档检查晶闸管阳极A与阳极K 之间以及阳极与控制极之间有无短路。再用 R1 或 R10 档检查控制极 G 与21阴极 K 之间有无短路或断路。管脚的判别用万用表电阻量程 R100 或 R1K 档测量，黑表笔接一管脚，红表笔分别接另外两管脚，当测得一管脚正向电阻小时，则黑表笔所接的管脚为控制极 G，红表笔所接的管脚为阴极 K。6）电阻值的判别电阻值的判别可用万用表测量，也可用色标法确定，色环颜色为黑 0、棕 1、红 2、橙上 3、黄 4、绿 5、6 是蓝、紫 7、灰 8、9 是白、金、银、无色为误差。（3）按印制电路板，正确装配元件，首先元器件要用尖嘴钳或镊子成型，元件参数和标记要方向一致，用电工刀或砂布清除元件管脚的氧化层，元件预搪锡。（4）焊点表面要美观、光滑、清洁，无凸凹不平及粗糙、拉尖、棱角等现象，、无松动、无漏焊、虚焊、假焊等现象。（5）焊接点的锡液必须充分渗速，其接触电阻要小，具有良好的导电性。焊接点必须焊牢，要具有一定的机械强度，每一个焊接点都是被焊料包围的接点，焊接时间不易过长，以免焊盘脱落和断条。（6）通电试验焊接完毕，经检查元件焊接无误，方可送电进行调试，先模拟调试，正确后，方可带电机及负载调试。（7）严格遵守带电作业有关安全规定，防止人伤械损事故。四、电路的调整与运行1.检查多芯插头不要接錯，应按多芯插头接线图接线，（3）、（4）接电磁离合器线圈或接入照明灯泡模拟负载，并在输出端接入万用表直流电压 250V 档。2.接通电源，指示灯亮，当转动调速电位器 W1 时，输出端应有 090V 的突跳电压，（因测速反馈末加入的的开环放大倍数很大）则认为开环时工作基本正常。3.起动交流异步电动机（原动机），使系统闭环工作。（1）最高转速整定其整定方法就是对速度反馈量的调节，调试前，应给电动机帶上大于 10的额定负载，接通三相异步电动机和控制器的电源后，将速度调节器 W1 顺时针方向转至最大时，电动机达不到额定转速，这可能是反馈电压过大，可调节速度反馈电位器 W2，减小反馈电压，使转速达到最高额定转速。如转速过高，则反馈量过小，这样会造成电动机机械特性硬度过低，必须增加反馈电压。一般小容量电动机调至 1200n/min，大容量调至 1320n/min 左右。（2）转速表的较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，用转速表测量其实际转速，当出现转速表的指示与测得的实际转速不一致时，调节“转速表校正”电位器 W3，使之一致。4维护和修理（1）周围环境须保持清洁，防止油污及水渍滴入控制器内世部，并避免剧烈震动。（2）在停放时间过长或发现控制器内部受潮后，应低温烘干并检查电气性能22及绝缘性能。（3）元件损坏时，应及时更換。在更換元件时，使用电烙铁不能大于45W，焊接时间不超过 5S。并防止印制电路板铜箔剥落，须小心进行，要待印制电路板上的安装孔清除干净后，才能插入元件的引线脚。元件修补完毕，用酒精清洁后，可敷一层稀薄的万用胶。5故降及排除方法（1）若电磁离合器电机只能低速运转，转速调不高，这是续流二极管 G2 受损而开路，或 G2 引线脫焊所致。（2）若电磁离合器电机转速不可调低，则可能是无反馈电压，用万用表直流电压档测量 W2 两端电压，如有读数，则是W2 开路；如无电压，用万用表交流档 100 伏测量测速发电机三相交流电压，如正常，则故障在三相全波整流电路，若无电压，故障在测速发电机。（3）转速不能调节，仅能高速运行，不能低速运行。属于失控，故障原因为滑差转子有相擦现象（检查修理电机）；反馈调节在极限位置（调节反馈电位器w2）；晶闸管供电电压与同步信号电压极性接错（将 b10、b11 对換）。（4）电网电压波动严重影响转速稳定。可能 WD1、WD2 稳压管损坏，更換稳压管。（5）运行中，当加入负载后发现转速周期性的摆动，可能是励磁电源接反，改变输出端（3）、（4）极性。电容 C4、C7 损坏会造成非周期性振荡，应更換C4 与 C7。（6）接通电源后保险丝熔断。可能是引出线接错、G2 击穿、变压器一次短路、RY已被击穿烧坏短路，也可能是晶闸管短路（由于续流二极管短路），或励磁绕组短路。（7）当调速电位器 W1 置于零位，晶闸管仍有输出，是电阻 R7 参数不对使BG2 工作点不合适，集电集电流较大，因而R6 两端电压较高，使得触发器仍有触发脉冲输出，只要增大 R7 的阻值，使 W1 为零时，晶闸管无输出即可。也可调整电位器 W5。也可断开 R7（8）接通电源，指示灯亮，旋转调速电位器 W1，转差电磁离合器不转。可能是电位器 W1 断路，到励磁绕组、开路，三极管BG1、BG2 开路或损坏，变压器二次无输出电压，晶闸管 KZ 开路，电路插板插脚接触不良。（9）当突然升速肘转差电磁离合器不转，而在极缓慢转动 W1 的才能转动或动一下就停止了。可能是比较放大输出电压过高，即“移相过头”，使晶闸管开放角过大而关闭。一般是温度升高后引起，或