第三章_印刷设备中常用电机与控制

❖ 直流输出电压平 均值为:
全波可控整流
❖ 画出电路；画出系统方框图；指出对应的结构；说明各部分功能。
❖ 画出电压波形：U12；U76； UV3-eb； U16-6；Uc6；UTV； U13； U17-19.
课堂测验
❖ 解释：负反馈、变压、整流、滤波、放大、触发。
❖ 画出下列电器元件图形符号及字母代号： 电阻、电容、变压器、熔断器、滑动变阻器 二极管、三极管、可控硅、单结晶体管可控硅整流Fra bibliotek可控硅
❖ 从关断到导通
1、阳极电位高于是阴极电位 2、控制极有足够的正向电压和电流 两者缺一不可
❖ 维持导通
1、阳极电位高于阴极电位 2、阳极电流大于维持电流 两者缺一不可
❖ 从导通到关断
1、阳极电位低于阴极电位 2、阳极电流小于维持电流 任一条件即可
可控硅整流
单相半波可控整流电 路及波形
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
nN=1500r/min Ra=0.3Ω
In=53.8A Pfm=260W
试求：
最大励 磁功率
❖（1）直接起动时起动电流为额定电枢电流的几倍；
❖（2）起动电流限制在额定电枢电流2倍时的起动电阻 值。
n
n0
KT
I
4 f
2
❖ n0－离合器主动部分转速； ❖ n－离合器从动部分的转速； ❖ IKf－－励离磁合电器流结；构有关的系数； ❖ T－离合器的电磁转矩。
机械特性曲线
带有速度负反馈的电磁调速异步 电动机框图
电磁调速异步电动机
二、起动与调速
❖ 1．电磁调速异步电动机的起动
往往不能带负载直接起动 可在起动前先断开离合器的励磁电源，使鼠笼电
❖ n=E/(KEΦ) =(U-IaRa)/(KEΦ) =U/(KEΦ)-Ra/(KTKEΦ2)T =n0-△n
电动机的机械特性
❖ 电转源速电n与压转U矩和T励的磁关电系路n的=f(电T)阻称R为f不电变动的机情的况机下械，特电性动。机的
❖ n=E/(KEΦ) =(U-IaRa)/(KEΦ) =U/(KEΦ)-Ra/(KTKEΦ2) T =n0-△n
放大器
三极管电路放大作用
❖ .\swf\三极管电路放大作用.swf
同步电源
4. 触发电路
❖ 单结晶体管触发电路的电源是由V1、VD3、 R4与变压器TC的6、7绕组组成。
❖ 输入电压的大小可以控制可控硅的触发时刻。
触发电路
单结晶体管
5. 可控硅整流电路
❖ 该系统采用可控硅单相半波整流电路。
❖ 整流电路的输出控制转差离合器的励磁线圈来产生励磁电流 并最终影响电机的转速。
❖ 图中R1、C1和热敏电阻RV均对可控硅有过压保护作用。 VD1为续流二极管，其作用是，正半周时由于可控硅导通而 使离合器工作；负半周时可控硅不导通，励磁线圈产生的反 向电动势可经过VD1形成放电回路，使线圈中的电流连续， 从而使离合器工作稳定。
❖ 画出下列电路： 采用二极管的单相半波整流电路； 采用二极管的单相全波波整流电路； 采用二极管的三相全波整流电路； 采用可控硅的单相半波整流电路； 采用可控硅的单相全波整流电路； 采用三极管的放大电路； 采用单结晶体管的触发电路；
课堂测验
小结
调速
❖ 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。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。
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
1. T=KT·Φ·Ia 2. E=KE·Φ·n 3. U=E+IaRa 4. T负载=T
❖ 直流电动机转速公式
❖ n=U/(KEΦ)-Ra/(KTKEΦ2)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
E=KE·Φ·n
❖ Φ－磁极磁通量，单位韦伯（Wb） ❖ n－电枢转速，单位是r/min ❖ KE－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；
❖ 解：令Φ减小10％，即Φ′=0.9Φ，所以电流必须增 大到Ia′，以维持转矩不变，即 KT·Φ′·Ia′=KT·Φ·Ia Ia′=ΦIa/Φ′=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′/KEΦ′)/(E/KEΦ)=E′Φ/EΦ′
即转速增加了8％。
❖ （2）调压法，即改变电压U。
❖ （1）调磁法，即改变磁通量Φ。
❖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/(KEΦ)-Ra/(KTKEΦ2)·T
例
❖ 有I阻问a=一R转1fA增并速，加励 如n，何电=3使变动00磁化机r/m通？，iΦn已，减知为小U了1=01提％10高，V转，如速E负=，载90调转V节，矩励R不a磁=变2电，0Ω，
❖ 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/(KEΦ)
调速?
U
=(U-IaRa)/(KEΦ)
Ra
=U/(KEΦ)-Ra/(KTKEΦ2)T
Φ
=n0-△n
T
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
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
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
电磁滑差离合器基本结构示意图 1-原动机 2-工作气隙 3-主轴 4-输出轴 5-磁极 6-电枢
电磁调速异步电动机
机械特性曲线
❖ 可近似地用下列经验公 式表示：
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U n=U/(KT·Φ)-Ra/（KE·KT·Φ2）·T
图形？
例
❖ 有一他励电动机，已知：U=220V,I=53.8A， n=1500r/min，Ra=0.7Ω，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。
❖ 解不：变由的T条=件KT下·Φ，·I电a可流知也，保在持保不持变负。载电转压矩降和低励后磁的电转流 速n′对原来的转速n之比 n′/n=(E′/KE·Φ)/(E/KE·Φ)=110-53.8×0.7/22053.8×0.7=0.4
❖ 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Φ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=KT·Φ·Ia
式中: KT－与电机结构有关的常数； Φ－磁极磁通量，单位是韦伯（Wb）； Ia－电枢电流，单位是安（A）； 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
α
可控硅 整流
If
滑差离 合器
n 负载
Uf
转速负 反馈
调速原理？
稳速原理？
ZLK－10型调速系统电路
1. 电源 2. 给定环节 3. 放大环节
4. 触发环节 5. 整流环节 6. 负反馈环节
1. 给定电压环节
❖ 给定电压环节起始于变压器TC副边5端、6端间的绕 组。
❖ 24V的交流电压经VD2、整流并经C2、R2、C3滤 波和VZ稳压，得到16V的直流电压。
❖ 放大器是以晶体管V2为核心组成。 ❖ 二极管VD4、VD5、VD6用作双向限幅保护，以避
免V2的发射结承受过高的电压。 ❖ 给定电压与转速反馈电压通过电阻R6、R7和R8进
行组合，形成输入信号，其值正比于上述两个电压 之差。这个差值经V2放大后可影响V2的集电极电位， 对单结晶体管触发脉冲形成电路进行控制。
❖ n0称为理想空载转速 ❖ △n＝Ra/(KTKEΦ·T)是转速降
T 与 n 关系？
❖ 并励电动机的机械特性曲线
Δn 大小与哪些因 素有关？
特性曲线斜率？
思考：
❖ P53 3.2
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
动机先空载起动，然后再接上励磁电源就可起动 了。
❖ 2．电磁调速异步电动机的调速
用调压器调速 速度负反馈电磁调速异步电动机控制电路
用调压变压器控制的调速电路