滑差电机调速器原理与维修

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1、滑差电机调速器原理与维修滑差电机调速系统也叫电磁调速系统,是变频器没有出来以前占主流地位的交流调速器系统,虽然退出了主流地位,但市场上拥有一定使用量,研究它的维护维修仍然具有很大的实用意义。ZLK-1型滑差电机可控硅调速电路(下文简称调速盒),属于较早设计和开发的可控硅调速电路,用于JZT系列、拖动电动机为0.6~30kW的滑差电动机的单机无级恒速调速控制。整机电路及与滑差电机的连接见下图1。1、调速盒整机电路分析:整机电路由主电路(为励磁线圈提供励磁电压)、供电电源电路(提供控制电路用电和同步电压采样)及下文四个环节电路构成。电路基本控制原

2、理:给定电压和速度反馈信号,形成比较放大器的Ube和Ib信号,经放大后,形成控制电压信号;控制电压信号与电网同步锯齿波电压信号相比较,经放大后,形成移相触发脉冲,触发可控硅输出相应励磁电压,完成闭环调速恒速控制。调速盒主电路:调速盒主电路由AC220V电源,经串接K1电源开关、RD熔断器后,由单向可控硅3CT4进行受控半波整流后,将0-90V直流电压输入滑差离合器中的励磁线圈。在RD熔断器后,电源进线上并接了硒堆元件,用于电网浪涌电压吸收,当电网中有异常尖峰电压产生时,硒堆击穿,导致RD熔断,从而保护了后续电路,不受危险电压的冲击。在后来的新

3、型电路中,硒堆元件因体积庞大等据点,为压敏元件所取代。可控硅的阳极、阴极之间,还并接有R、C阻容吸收电路,来抑制电源开断、分布电感、电容等形成的高频率过电压,保护可控硅的安全。因为励磁绕组为感性负载,可控硅输出的是带缺口的脉冲直流电压和不连续的脉冲电流,为使励磁线圈中的电流“连续起来”,以产生较为稳定的磁场,经常在励磁线圈上并联一只二极管,该电路中Z1称为“续流二极管”。可控硅输出的是输入交流电正半波中的部分电压波形(T1、T3部分),整个负半波及正半波的初始部分(T3:负半波及正半波移相部分),故为非连续波形,含有较大的电压缺口,当励磁线圈

4、上不并联续流二极管,流过励磁线圈的也为断续电流i1,形成“脉动磁场”;当励磁线圈两端并联续流二极管,这一现象将得到很好的改观。在可控硅导通的T1(T3)时刻,励磁线圈两端输入a+、b-的电压,续流二极管承受反偏压而截止,励磁线圈也产生a+、b-的感生电势E,与外加电源电压方向相反,试图抵消电流的上升趋势,可以看到电流波形的斜度比电压波形明显变“缓”。线圈在流入电流的同时储蓄磁场能量。说明电感为储能元件,流过电感的电流不能突变,在突加输入电压时,其电流却是渐变的,说明电感为“惰性元件”,总是试图维持“原有状态”。;在可控硅截止的T2阶段,输入电

5、压为0,线圈中的磁场能量释放,产生a-、b+的自感电动势E,试图维持原方向的电流流通,此时续流二极管D受正偏压而导通,由D、L形成i01的电流环路,励磁线圈L被“续流”,形成了较为稳定的磁场。供电电源电路:电源变压器B不但提供控制电路的电源,而且还由b1、b14绕组提供电网同步电压采样信号,使触发电路在电网电压在每个正半波期间,都能在同一个时间基准点输出触发脉冲。电源变压器B为多绕组电压输出变压器,以适应不同控制电路的供电幅度要求。其中5.6V绕组接电源指示灯,用于调速盒的接入电源指示;50V绕组输出电压,经整流滤波和稳压处理后,用于给定电压

6、的取用;12V绕组输出电压经整流滤波后,用于触发电路的供电电源;6.2V绕组电压经整流滤波后,供比较放大电路。调速盒控制电路(含给定电压环节、测速反馈环节、比较和放大环节、移相触发环节):1)给定电压环节。给定电压决定着输出轴的运转速度,对给定电压的稳压度有一定要求,因而将b3、b4绕组输出的50V交流电压先由整流桥进行全波整流,再经CRC构成的π形滤波后,由2只串联稳压二极管2CW21F稳压成一稳压直流电压,加至调速电位器W2上。W2中心头(活动臂)输出的可变直流电压,即给定转速信号;2)测速反馈环节。三相交流测速发电机JF与输出轴同轴相联

7、,将输出速度转换为三相交流输出电压U-,再经三相桥式整流和电容滤波输出反馈直流信号电压。滑差调速系统中,一般是配用鼠笼转子交流异步测速发电机,该测速发电机输出斜率大,线性度较差,适用于对精度要求不高的控制系统中,发电电压范围为30~60V。测速发电机的反馈电压经整流滤波后为直流电压信号后,经W3量程调节后送入转速(电压)表用转速显示,再经W4负反馈量调节电位器,整定后送入比较放大电路。由于电机转速的不同、测速发电机的输出不一致和负荷情况不一导致转差率的差异等原因,设备投放实际运行时,可能需要重调W4,以满足控制要求。3)比较和放大环节。给定电

8、压和反馈信号比较(相减)后输入给晶体管BG2进行放大,在BG2的负载集电极负载电阻R5上得到放大了的控制信号输入触发电路。二极管Z2、Z3对输入信号进行正反向限幅,

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