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电磁调速电动机控制系统问题与优化措施探究

2020-05-25 1249 上传者：管理员

摘要：电磁调速电动机在现代工业生产中应用广泛。本文从电磁调速电动机的工作原理出发，分析了电磁调速电动机控制系统存在的主要问题，提出了优化和维护应用的建议，以供参考。

关键词：
优化与维修
控制系统
电机
电磁调速电机
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电动机自动控制系统通常来说就是控制转速。本质上来说就是控制电动机转矩。因此，速度控制系统是最基本的拖动控制系统。电磁速度控制系统在拖动控制系统中占很大比例，在生产实践中，起到了特别重要的作用，经济效益特别大。电磁自动调速系统完全克服了对逆变电阻的有机自动调速，适用于大功率范围的稳定调速。在钢铁轧钢、采矿、开挖、海洋资源钻探、金属材料切割、造纸等多个工业领域都得到了广泛的应用。这么多年过去了，还是有许多的工程师和技术人员在这个领域取得了很多的成吧，很多的工程师还有技术人员在研究电磁调速电机。电磁调速系统的核心是电磁调速电机控制器，对于以前的的电磁调速电动机控制器具有电路复杂，电气部件很多，易碎品，使用时间非常短，后续的问题麻烦，机动性差，运行不稳定以及整个系统启动的问题。电磁调速电动机控制系统在0.63千瓦范围内实现连续速度控制。闭路控制的机械特性具有很高的硬度，速度范围很宽。在恒转矩负载下使用时，速比达到10:1〜20:1的时候还可以平滑地调节速度。具有机械过载保护能力，当机械负载超过允许值时，从动轴的速度会自动降低。结构简单、修理机器比较容易、价格低，性能高这些都是它的优点，而且这些还被二哥吃泛应用于生产实践中。

1、了解电磁调速

一个速度电压指令反馈信号与两个速度负载的反馈指令信号实时进行同步比较后，速度电压调节器自动放大差值并产生一个uk指令信号，并用一个电压比较器直接覆盖实时同步的两个um指令信号以同时放大它的ut信号效应。不仅监视着晶闸管而且还可以调节离合器出速度，除此这外，因为速度的负反馈作用，电机的恒速调节就算是完成了。

2、电磁调速系统组成

是由电磁离合器，电动机和驱动控制组成了电磁调速系统，驱动电流是电动机控制器提供给电磁离合器的。由变压器，硅整流器件构成的整流桥模块电路装置，电位器还有滤波电容器组成了电源，其中有三部分分别是：放大部分里面包括一个集成块、一个输入电阻器、一个输入限制二极管。触发部分有脉冲形成电路、集成块运放、脉冲隔离电路、限流电阻和IC4光电隔离。主电路包括开关、励磁绕组、保险丝、压敏电阻、晶闸管和二极管构成。

3、电磁调速电动机控制系统的配置分析

就电磁调速电动机的结构来说，主要由三部分组成（见图1）。这主要是通过电磁离合器实现它的工作本质无级变速。电磁离合器由三部分组成：磁极，电枢和励磁线圈。磁极还有电枢之间可以进行旋转，但是它们两个之间没有任何的连接。电枢是圆柱形的它连接在鼠笼式电动机的轴上，它由电动机进行驱动，并与电动机转子一块进行旋转，电枢属于活动部分；大部分安装在负载轴上的磁极称为被动部件。当直流磁通融到电磁线圈中时，它就会产生内部的磁通量和涡流，当通过两个涡流不同的磁场发生相互作用的时候，产生涡流旋转时的转矩。当它的磁极与整个电极中枢一起进行旋转时，磁极的旋转速度通常远远低于整个电枢的旋转速度。其中的原因主要是当中枢骨架和周围磁场相对运动时，电磁中枢骨架只能用来阻挡产生磁力的导线。应当特别注意，在该试验过程中，通过励磁驱动绕组的磁电流系数确定了驱动电磁离合器的转动速度。

图1带有速度反馈的电磁调速电机控制系统框图

机械性能公式d=d0jy2/I4f表示。里面的d0是离合器活动部件的速度。d是离合器驱动部件的速度，j是与离合器结构相关的系数，y是离合器的电磁转矩。当电动机稳定运行时，离合器具有相同的负载转矩和电磁转矩。

4、电磁调速电机控制器组成工作原理

4.1电源部分

变压器的次级侧通过硅桥进行整流和滤波，然后进行调节以获得稳定的加减12伏上下的电源。

图2电磁转差离合器基本结构示意图

4.2给定部分

调节到加12伏的电源，这样就获得了电压Ug。

4.3速度反馈部分

输出速度成正比的一般平滑直流电压UF是测速发电机的三相交流电经过全桥整流和滤波。

4.4放大部分

放大电路为q调节器。给定电压UG与反馈电压UF之差为u=uguf作为输入电压。放大后，UK的二极管d7.d8波形如图3所示的作用是限制输入。P调节器的放大倍数为：A=R5/R3=200k2Ok=10

4.5触发部分

集成块是电压比较器，将输入UA与同步信号UN进行比较，输出触发脉冲um，经光学分离后加到可控硅栅极上。B6、B7、D12、C8为晶闸管接触源，R9、C9为干扰源，R8为一次触发限流电阻。对于iuki>iuti,IC3:B的输出为正，光圈打开，晶闸管触发的脉冲是相移范围为180度或更大的宽脉冲。

4.6主回路

主控制电路为单相半导体波长整流控制高压整流器的电路，连续电流二极管的电感负载。可控硅在可调交流220伏下可以进行高频半波控制励磁整流，输出采用可调直流电压为驱动电磁离合器整流提供励磁控制电流，二极管D13作为连续电流，变阻器YM保护可控硅。系统先启动异步电动机，再启动控制器。当增加速度指令V8时，△U↑→Uk↑→a↓→Ua↑→n↑转速Uf增大，△U减小。当反馈达到一定的平衡以后，电动机也将以一定速度相对稳定地运行。

5、电磁调速电机控制系统运行中存在的主要问题

使用电磁制动调速器对电动机及其控制动力系统的特定操作过程中，经常可能会遇到出现许多安全问题。如果不按时进行正确处理，将可能导致各种严重后果。从实际的操作过程情况来看，这些技术问题主要分为表现在以下几个主要方面。

1）接通电源后，电动机可以正常工作，但是电位器旋钮已经调节，电磁滑动离合器的输出轴还是不旋转。造成这种现象的原因可能是铸铁机器的工作环境差。热蒸汽和污染的灰尘会导致励磁线圈的绝缘电阻急剧下降。高温环境会让绝缘部件损坏而导致励磁线圈断开或短路。

图3波形图

2）转速表的值与电动机的实际转速不匹配，并且不能由转速控制器直接进行手动调节。转速器系统失去了这个信号源的可能原因主要是因为控制器系统没有及时反馈这个信号源的输入。电动机机低速连续运转时，转速表上所显示的运转速度不应大于其实际运转速度。当系统进行中、高速运行时，显示的运行速度通常小于实际运行速度。

3）电机驱动时，电磁离合器开始工作，但速度始终增加且无法调节。原因是尽管速度测量生成器有信号，但控制器反馈电路的组件已损坏，导致没有反馈信号。

4）电动机运行后，调节后的控制器也可以开始正常运行工作，但是一台机器在连续运行了一定的一段时间之后，速度将突然不断增加并与一台电动机被不断拉动之后同步停止旋转，并且调节控制器也无法正常调节，并且被不断拖动的一台电动机一旦停止正常运动后，就可能无法重新开始启动。

5）电动机操作员的操作质量不高，维护保养能力不强。该公司的电磁调速电动机操作员中有相当一部分负责电动机的运行，只使用电动机，不对电动机进行维护还有维修，时间长了以后小问题变成大问题。

6、对电磁调速电机控制系统优化与维修应用

基于对当前电磁制动调速器的电动机运行控制系统实际运行中上述问题的分析，电磁调速电动机控制系统具有针对过电压，过电流和机械过载的保护措施。保证系统的运行稳定性，这是非常重要的。同时，所有这些具有实用价值的自动控制器和系统设计随时都有可能受的人为或者是环境的双重影响，避免不了会出现一些故障。因此，必须认真考虑系统的维护和优化。笔者认为，要在实际生产过程中实现系统的维护和优化，有必要做到以下几点：

1）励磁线圈的维护。励磁线圈是确保电磁转差离合器输出轴旋转的关键，因此，励磁线圈必须得到良好的维护。首先，必须及时地重新更换好已损坏的励磁驱动线圈，并且必须长期保持励磁驱动线圈的短路完整性，以有效防止励磁离合器因励磁驱动线圈的发生短路或乱运行或误操作而发生损坏。其次，把励磁传动线圈全部缠绕好，为了尽量保持达到标准的励磁线圈缠绕直径，请将励磁线圈匝数(通常为100匝)从百分之五左右增加为十到百分之八，以利于优化励磁调速驱动电机的励磁机械传动性能。同时，还必须有效地正确控制励磁器的电流，及时停止更换已经测速好的发电机或重新测量发电线的连接结点。最后，我们必须特别注意如何增强散热线圈的耐湿度和增加耐热的高温性。

2）及时检查和做好良好的卫生管理。在电磁调速电动机控制系统的实际操作中，必须进行卫生的检查。电枢和磁极表面的脏东西累积到一定程度的时候，必须要清理，防止电枢和磁极表面的腐蚀。在达到一定程度后，系统运行中不可避免地会出现明显的故障，确保电磁调速电动机在最好的状态下下正常运行，我们必须加强日常运营中的管理，以免问题发生。

3）保证维修资金的投入。无论是对于一家公司来说还是对于一个特定的产品生产经营环节来说，资金的大量投入在很多一大程度上已经决定了其成功之处。关于采用调速离子电磁传动电机电路控制传动系统，能有效保证一般企业维修设备资金的长期投入，如果一些旧的调速电子电路元器件定期或不定期进行更新，一定程度能有效减少这些故障的可能发生，为公司控制传动系统运行提供安全保障，控制传动系统正常工作运行还将大大提高我们公司的质量生产管理效率，并为公司发展创造良好的社会经济效益。

4）提高操作员素质。对于采用电磁制动调速的发电机及其控制传动系统，“人”符号是最重要的技术资本。只是为了不断优化企业员工的内部结构优化配置并不断提高员工控制传动系统以及操作员的专业综合管理素质，在与家用电动机设备相关的专业工人中需要进行定期的相关业务培训以及在学习电动机设备维修专业知识上同时进行专业培训，提高整个企业员工综合管理素质，保证电磁传动调速器发电机以及控制传动系统在整个现代化的工业生产经营过程环境中的正常稳定运行，保证整个工业公司的和谐健康发展，并且也可以有效确保整个公司能够使用该先进技术在新的发展时期和激烈的企业市场环境做激烈竞争。

7、结语

电磁调速电动机控制系统在工业领域中应用的非常广泛已成为现代工业生产过程中不能缺少的了，在现代工业的发展以及整个社会和经济中起着特别重要的作用。在本篇文章中介绍的就是电磁调速电机控制系统的结构和运行过程中出现的问题以及解决办法。同时面对该应用领域中普遍存在的实际问题，我们只有充分发挥人的主观能动性，积极地主动采取技术优化和完善维修解决措施，才能真正实现其最终的应用价值，才能最终有效保障我国现代机械工业生产的正常顺利进行。

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