第三章印刷设备中常用电机与控制ppt课件.ppt
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1、第三章 印刷设备中常用电机与控制,第一节 直流电动机第二节 整流子式电动机第三节 电磁调速异步电动机第四节 常用的特种电动机,电机主要分类,印刷设备中常用的电机主要分两类:一类是驱动电机印刷设备的主要动力源,包括各种类型的交、直流电动机 一类是控制电机 常见的有步进电动机、伺服电动机、测速发电机等,这些电机不是作为动力来使用的,它的主要任务是转换和传递控制信号,能量的传递是次要的,第一节 直流电动机,直流电动机的结构与工作原理直流电动机的分类及其特性直流电动机的起动与调速,直流电动机的结构与工作原理,直流电动机的结构 磁极、电枢(armature)、换向器三部分(转子、定子、整流子),直流电动
2、机的磁极及磁路,直流电动机的电枢换向器是直流电动机的结构特征,直流电动机的工作原理,边所受的电磁力为 FBLI,直流电动机的分类及其特性,按励磁方式的不同,直流电动机分为:他励、并励、串励和复励(compound motor)等并励直流电动机和他励直流电动机在印刷设备中应用最为广泛,他励电动机,并励电动机,串励电动机,复励电动机,直流电动机的起动与调速,1直流电动机的电磁特性(1)直流电动机的电枢绕组电流Ia与磁通相互作用,产生电磁力和电磁转矩(TORQUE )。 电磁转矩T的大小为: T=KTIa式中: KT与电机结构有关的常数; 磁极磁通量,单位是韦伯(Wb); Ia电枢电流,单位是安(A
3、); T电磁转矩。,(2)在这个电磁转矩T作用下电枢转动,这时电枢因切割磁力线而产生电动势E E=KEn磁极磁通量,单位韦伯(Wb)n电枢转速,单位是r/minKE与电机结构有关的常数E感生电动势,单位是伏特(V),(3)加在电枢绕组的端电压分为两部分:其一是用来平衡反电动势;其二为电枢绕组的电压降。因此直流电动机电枢的电压平衡方程式为: U=E+IaRa式中,U电枢外加电源电压; Ra,Ia电枢绕组的电阻和电流。,直流电动机的电枢,U=E+IaRa,(4)电动机的电磁转矩T必须与机械负载矩及空载损耗转矩相平衡 T负载=T当轴上的机械负载转矩发生变化时,则电动机的转速、反电动势、电流及电磁转矩
4、将自动进行调整,以适应负载的变化,保持新的平衡。,直流电动机的电磁特性,T=KTIaE=KEnU=E+IaRaT负载=T,n=E/(KE)=(U-IaRa)/(KE)=U/(KE)-Ra/(KTKE2)T=n0-n,电动机的机械特性,电源电压U和励磁电路的电阻Rf不变的情况下,电动机的转速n与转矩T的关系n=f(T)称为电动机的机械特性。 n=E/(KE)=(U-IaRa)/(KE)=U/(KE)-Ra/(KTKE2) T=n0-nn0称为理想空载转速 nRa/(KTKET)是转速降,T 与 n 关系?,并励电动机的机械特性曲线,n 大小与哪些因素有关?,特性曲线斜率?,思考:,P53 3.2
5、为什么直流电动机起动时电流很大,而在额定转速时电枢电流会减小? 电枢电流Ia=起动时n= E=额定转速时n=nN Ia,直流电动机的调速,对调速要求高的印刷设备,均采用直流电动机。这是因为直流电动机能无级调速,机械传动机构比较简单。 直流电动机的转速公式 n=E/(KE)=(U-IaRa)/(KE)=U/(KE)-Ra/(KTKE2)T=n0-n改变电枢电路中外电阻的方法也可进行调速。但其缺点是耗电多,电机机械特性软,调速范围小,且只能进行有级调速,URaT,调速?,(1)调磁法,即改变磁通量。当保持电源电压U为额定值时,调节Rf,改变励磁电流If以改变磁通量n=U/(KE)-Ra/(KTKE
6、2)T,例,有一并励电动机,已知U=110V,E=90V,Ra=20,Ia=1A,n=300r/min,为了提高转速,调节励磁电阻Rf增加,使磁通减小10,如负载转矩不变,问转速如何变化?解:令减小10,即=0.9,所以电流必须增大到Ia,以维持转矩不变,即KTIa=KTIa Ia=Ia/=1/0.9=1.11(A)磁通减小后的转速n对原来的转速n之比为: n/n=(E/KE)/(E/KE)=E/E即转速增加了8。,(2)调压法,即改变电压U。当保持他励电动机的励磁电流If为额定值时,降低电枢电压Un=U/(KT)-Ra/(KEKT2)T 图形?,例,有一他励电动机,已知:U=220V,I=5
7、3.8A,n=1500r/min,Ra=0.7,今将电枢电压降低一半,而负载转矩不变,问转速降低多少?设励磁电流保持不变。 解:由T=KTIa可知,在保持负载转矩和励磁电流不变的条件下,电流也保持不变。电压降低后的转速n对原来的转速n之比 n/n=(E/KE)/(E/KE)=110-53.80.7/220-53.80.7=0.4即在保持负载转矩不变的条件下,转速降低到原来的40。,两种方法比较,Tc不变,调速均匀?,例:电动机起动,并励电动机: Pn=10kW U=220V In=53.8A nN=1500r/min Ra=0.3 Pfm=260W试求:(1)直接起动时起动电流为额定电枢电流的
8、几倍;(2)起动电流限制在额定电枢电流2倍时的起动电阻值。,最大励磁功率,小结,直流电动机结构、工作原理、分类直流电动机的电磁特性T=KTIaE=KEnU=E+IaRaT负载=T直流电动机转速公式n=U/(KE)-Ra/(KTKE2)T直流电动机调速方法,第二节 三相交流整流子式电动机,优点:无级调速具有调速范围广起动性能良,缺点:结构复杂运行中维护与保养工作量较大故障率较高,直流电动机?,三相异步整流子式电动机,three-phase asynchronous commutator motor早期由上海人民机器厂和北京人民机器厂制造的胶印机、铅印机、轮转机、凹印机和凸印机等用的主拖动电机,均
9、。如LP1101型、LP1103型全张单面凸版轮转印刷机、J2102型对开单色胶印机等。日本三菱M5CP全张双面胶印机德国海德堡Speed master 102V型四色胶印机,三相异步电动机为什么会旋转,三相绕组旋转磁通势,三相异步电动机的旋转磁场(逆时针),整流子电动机结构,主绕组、集电环,整流子电动机工作原理,移动电刷位置调节转速 只要适当调节电刷在换向器上的位置,便可实现从低于同步转速到高于同步转速范围内平滑而经济地调速,第三节 电磁调速异步电动机,(滑差电机)优点主要缺点,一、结构与工作原理,三部分普通鼠笼式异步电动机电磁滑差离合器(sliding clutch)电气控制装置,电磁滑差
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