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異步電動機上的電磁轉差離合器裝置

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點擊次數:  更新時間:2016-09-22 09:14:41  【打印此頁】  【關閉

        在籠型轉子異步電動機軸上裝一個電磁轉差離合器,通過晶閘管控制裝置控制離合器繞組的電流,改變這一電流,即可以調節離合器的輸出轉速。


        電磁轉差離合器的基本工作原理是基于電磁感應原理。圖1所示為一個電磁離合器的示意圖。由圖可見,轉差離合器主要是由主動和從動兩部分組成。主動部分由籠型轉子異步電動機帶動,以恒速旋轉。它是一個由鐵磁材料制成的圓筒,習慣上稱為電樞。從動部分一般是做成與直流電機電樞相類似,稱為磁極。在磁極上裝有勵磁繞組,繞組與磁極的組合稱為感應子。被傳動的生產機械連接在感應子的軸上。


        繞組的引線接于集電環上,通過電刷與直流電源接通,繞組內流過的勵磁電流即由直流電源提供,當勵磁繞組通以直流電時,沿封閉的磁路就產生了主磁通,磁力線通過氣隙—電樞—氣隙—磁極—氣隙而形成一個封閉回路。由于電樞為原動機所拖動,以恒定方向旋轉,因此電樞與磁極間有相對運動,電樞切割磁場,從而在電樞中產生感生電動勢,產生電流,并產生一個脈沖的電樞反應磁場,它與主磁通合成產生電磁力。此電磁力所形成的電磁轉矩將驅使磁極跟著電樞同方向運動,這樣磁極就帶著生產機械一同旋轉。其調速系統的原理框圖如圖1所示。由圖可見,調速系統主要由晶閘管整流電源、電磁轉差離合器和異步電動機三大部分組成。晶閘管整流電源通常采用單相全波或橋式整流電路,通過改變晶閘管的控制角可以方便改變直流輸出電壓的大小。

 電磁轉差離合器的調速原理圖

圖1 電磁轉差離合器的調速原理

        由于異步電動機的固有機械特性比較硬,因此,可以認為電樞的轉速是近似不變的,而磁極的轉速則由磁極磁場的強弱而定,也就是說,由提供給電磁離合器的電流大小而定。因此,只要改變勵磁電流的大小就可以改變磁極的轉速,也就可以改變工作機械的轉速。


        由此可見,當勵磁電流等于零時,磁極是不會轉動的,這就相當于工作機械被“離開”。一旦加上勵磁電流,磁極即刻轉動起來,這就相當于工作機械被“合上”。這就是離合器名字的由來。又因為它是基于電磁感應原理來發生作用的,磁極與電樞之間一定要有轉差才能產生感應電流和電磁轉矩,因此,全名就稱為“電磁轉差離合器”。又常將它連同它的異步電動機一起稱為“滑差電機”。

電磁轉差離合器調速時的機械特性圖

圖2 電磁轉差離合器調速時的機械特性

        由于轉差離合器在原理上與異步電動機相似,因此,改變轉差離合器的勵磁電流時的調速特性與異步電動機改變定子電壓的調速特性有很多相似的地方。其理想空載轉速為異步機轉速,而不是同步轉速。另外,當勵磁電流過小時,磁場太弱,產生的轉矩很小,負載將無法運轉而發生失控現象,因而機械特性存在失控區。其機械特性如圖2所示。

        從圖中可以看出,電磁轉差離合器的機械特性較軟,為保證轉速穩定運行,通常采用轉速閉環控制,可以獲得10:1的調速范圍。


        電磁轉差離合器調速的主要特點是控制簡單,運行可靠,可實現無級調速,采用閉環控制后可以改善調速性能,擴大調速范圍;缺點是低速損耗大,效率低。適用于不需長期低速運行的場合。另外,由于系統的轉動慣量約為一般異步電動機的二倍,機電時間常數較大,不宜用于要求快速響應的場合。


        電磁轉差離合器調速系統的機械特性可近似地用以下經驗公式來表示: 

                                            blob.png

        式中,——離合器主動部分的轉速 

                 ——與離合器結構有關的系數 

                 ——離合器轉矩 

                  -——勵磁電流


標簽:   離合器 電動機 異步電動機

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