交流力矩电动机性能简介
 
力矩电动机分为交、直流力矩电动机,其电路结构与一般交、直流电动机相似,但性能不同。本文重点介绍了交流力矩电动机控制器的原理和维护。交流力矩电动机转子电阻大于交流电动机转子电阻,其机械特性相对较软。力矩电动机的主要技术参数是额定闭锁电压、额定闭锁电流和额定闭锁电流下的闭锁时间。
 
力矩电机是一种机械性能软、调速范围广的特殊电机。它允许较大的滑动率。电机轴不像变速电机那样以恒定功率输出功率,而是以恒定扭矩近似输出功率。当负载增大时,电机转速降低,输出扭矩增大。力矩电机的闭锁电流小,能承受一定时间的闭锁操作。采用晶闸管控制装置,可调节电压和速度,调节范围为1:4。力矩电机适用于纺织、电线电缆、金属加工、造纸、橡塑、印刷机械等工业领域。其机械特性特别适用于收卷、开卷、封隔和调速过程。
 
早期采用大功率三相自耦变压器对力矩电机的供电电压进行调节。电力电子技术相对成熟后,转矩电机的速度控制逐渐过渡到晶闸管调速(调压)电路和传感器调速(调频)电路的使用,转矩电机的速度控制也逐渐过渡到晶闸管调速(调压)电路和传感器调速(调频)电路。或已实施。
 
交流力矩电动机的晶闸管调速控制器与一般的三相晶闸管调压电路(主电路结构和控制电路)相同,但驱动负载不同。一些装置在控制环节引入电流或电压负反馈闭环控制,提高了起动和运行性能,提高了机械硬度。
 
2。最简单的转矩电机控制器
 
图1 HDY-2扭矩电机控制器
 
这是一种额定阻断电流小于12A的小功率三相力矩电动机的控制电路,整个电路装在一个小盒子里。机器有六个端子,三个电源端子和三个电机端子。主电路采用双向晶闸管BT139(三端塑料封装元件),工作电流16A,耐压600V,触发电流<50mA。两个双向晶闸管与L1、L2电源支路串联,L3直接连接,省去了一个双向晶闸管。由于三相电源通过负载倒相回路,只有两相电源的移相调压控制,即改变三相输出电压。
 
移相触发电路和调光灯具有相同的控制思想。R、C积分电路与双向触发二极管相结合,在双向晶闸管的每个电网周期内提供两个正负半波触发电流,实现交流调压。470K电位计是一个双电位计。调节时,两个双向晶闸管的控制角同步变化,使输出三相电压平衡。
 
【故障例1】HDY-2力矩电机控制器工作异常,检测输出电压不平衡。U、W之间的输出电压为380V,发现与L1电源相连的BT139双向晶闸管的击穿损坏导致调压功能丧失,导致三相输出电压不平衡。
 
如果出现这种故障,应尽可能地更换具有高反向压力值的管子。对于晶闸管经常损坏的地方,应增加额外的输入电抗器,以提高供电质量。
 
更换损坏的晶闸管器件后,用XD1-25扼流圈替代的三个三相电抗器串联在三相供电电路中。晶闸管交付用户后,故障率大大降低。
 
TMA-4B型转矩电机控制器
 
TMA-4B型系列力矩电机控制器,额定电压3相380V+10%;输出电压70V~365V,输出电压不平衡度<2%;输出最大电流6~80A;力矩调节比:10:1。
 
1。TMA-4B型力矩电机控制器电路分析:
 
三相交流调压输出采用三个40A600V双向塑料封装三端晶闸管(BTA40)。变阻器在晶闸管两端并联以吸收有害的尖峰电压。U、W接450V电压表,便于监测输出电压。U和W的输出电压也与输出电压反馈变压器相连(见图3)。输出电压信号反馈到控制电路,实现电压闭环控制,达到稳定输出电压的目的。
 
最后一级触发电路为三路脉冲变压器TB1~TB3,由前级电路功率放大器驱动(见图3)。利用d3、d6和d9吸收放大器截止期间脉冲变压器产生的反向峰值电压。d1/d2、d4/d5和d7/d8用于限制触发电流的方向,使晶闸管只能承受正电流。定向触发电路。最终触发电路的电源由非调节电源+15V供电。
 
【同步信号电路】三相交流电源经R1、R4、R7降压限流,再加上D10至D21三路桥式整流电路,分别得到电网相应的正负半波同步信号。由于任何相桥整流电路和其它两相构成一个桥整流电路,触发电路完全基于同步脉冲移相控制,因此不需要选择输入相序。L1+、L3信号采集为A相正半波同步信号,L1-、L2+信号采集为A相负半波同步信号,L3+、L1信号和L2+、L1负同步信号采集为互补脉冲信号,为ALS。相位A移相电路输出。这种采样方法消除了二次互补脉冲的产生电路,优化了电路结构。整流电路获得的正向同步信号由PC1-PC3光耦隔离,负载电阻r3、r6、r9上获得三相正向宽脉冲信号,传输到后级移相电路。
 
图2同步信号/终端触发电路/电源电路
 
电力变压器的12V交流绕组电压经整流器滤波,成为最后一个触发电路的+15V非稳定电压电源,以提供晶闸管的触发电流。
 
对双15V绕组的交流电压进行整流滤波,为LM7812和LM7912的稳压IC提供前置调压信号给定电路和移相脉冲形成电路的+12V和-12V稳压电源。
 
图3调压控制信号电路和移相信号形成电路
 
输出电压从U和W输出端引入反馈变压器T1的初级绕组。在次级绕组被压下后,将桥式整流电路转换成直流电压信号,再通过R、C网络的分压滤波,形成一定范围内变化的直流电压反馈信号,并与给定信号混合。集成放大器向移相触发电路输出4V~10V控制信号。
 
第一参考电压+4.83V由电源+12V分压器输出,电压放大器作为3N3、4N3、5N3放大器反向输入的静态偏置电压。
 
自激多振电路由振荡频率低于10 kHz的2n1和2n2电路组成。用于2N1的R13和R12的7英尺分压器在2N1的同相输入端5英尺处形成振荡转折点。24个R4的正、反向充电电压在2N1的相对相端6英尺处形成锯齿波电压。当R13和R12的电压值与5英尺的电压值产生“交点”时,输出端7英尺产生电路“跳”,形成振荡输出。输出电压波形为矩形,占空比为1:1。
 
从2n1输出的振荡脉冲信号经2n2电压跟随器放大,通过二极管d3、d4、d5引入移相脉冲功率放大器的信号输入电路。当2n2输出负脉冲时,d3、d4、d5打开并“开槽”低频高电平宽脉冲,完成高频调制。当脉冲时间较小时,d3、d4、d5反向偏移切断,调制信号不工作。高频调制的工作过程如下图4所示。触发脉冲的高频调制可以降低后路脉冲变压器的直流磁化效应和触发功耗,提高触发电路的可靠性。
 
【移相信号电路】以U移相信号电路为例。2N1电压比较器的输入信号是来自前同步信号电路的同步脉冲信号。3N1具有信号整形功能,输出矩形前向宽脉冲(低电平对应电网过零点)。3n2输入和反向并联二极管限制2n1的输出信号以及输入和反向相位。3N1、C4等部件构成一个积分放大器电路。二极管d6与输入输出端相连,对输入和负脉冲信号产生深度负反馈。输出(反向)正电压嵌入0.7V地平面。积分放大只对输入的正向脉冲产生。输入矩形脉冲经积分放大器积分后,输入信号的上升沿和前半部分成为斜段,3n2的输出电压为“近似负锯齿波”。
 
图4.移相电路原理波形
 
3n3的基本输入信号是3n2输出负锯齿波、2n3输出+4.83V偏压和PI电路输出信号的组合。控制信号通过D9输入的反向上输入到3N3,起到“下拉或升高”3N3反向输入电压的作用。换句话说,PI控制信号起到+4.83V控制信号的作用。偏压分流(分压)的影响决定了直流控制电压。当给定的速度信号升高或电压反馈信号变小时,PI输出电压升高,控制电压相应升高。它与负锯齿波相互作用,增加了M点波形的占空比,使输出脉冲沿左侧向上移动,并穿过零到达电网。当该点接近时,三相输出电压相应增加。相反,3n3输出脉冲占空比减小,脉冲左移右移,晶闸管导通角减小,输出三相电压减小。
 
在电路的控制电路部分,使用五个集成运算放大器对同步信号进行采样,形成高频调制脉冲和集成放大器、可调脉宽放大器和电压比较器,超出“比例放大器”的范围。其工作方式接近或相当于开关电路的工作方式。处理的信号也是脉冲(开关)信号。使用示波器检测各工作点对应的工作波形非常方便。特别是在运行双示踪示波器时,如果将同步脉冲与移相冲击进行比较,还可以看到移相角。如果调整给定的电压调节信号,则可以看到电路的移相动作(例如,移相冲击逐渐向右移动)。电路传输的脉冲电压的最大值通常是正负电源的电压。但由于脉冲宽度的不同,测量的直流电压值会有很大的不同,并根据电路点的信号特性进行测量和判断。
 
在图3的电路中,除1n1工作在模拟放大状态外,其他电路几乎处于开关状态。为了便于检测和判断,对正常运行中各点的工作电压进行了标记。另外,三路移相触发电路的结构相同。它能比较测量各工作点的电压值,得到测试结果。
 
【故障例2】TMA-4B型力矩电机控制器,输出偏压严重,检查主电路双向晶闸管,其中一个已损坏。在这种设备中,主电路中晶闸管故障的发生率很高。更换晶闸管后的故障排除。
 
【故障示例3】TMA-4B型力矩电机控制器,最大输出电压小于300V,三相输出平衡,判断Q1、1N1、1N2 PI控制电路故障。上电,调速RP1,检测1N1 1脚输出电压,正常时,有0-5.6V的范围,现在测量值约为4V,低于正常值。结果表明,故障可能是由于Q1等元件不良造成的,导致Q1的集电极电压较低。更换Q1,故障排除。Q1检测,基本无放大能力。
 
【故障例4】TMA-4B型力矩电机控制器,输出偏移约50V,PI控制电路和移相控制电路判断基本正常,移相角度不一致。故障可能发生在3n2、4n2、5n2三级移相放大器电路中。放大器本身应正常,3个0.22uf电容器,容量偏差是最有可能的。拆下三个电容探测器,发现其容量偏差较大,导致三个集成输出波形的斜率不一致,使得三个触发脉冲的宽度不同,三个晶闸管的导通角不一致,从而导致输出波形的电容偏差过大。t输出电压偏差。
 
选择三个容量相同的新电容器,一起更换。测量三相输出电压,满足平衡要求并排除故障。
 
 

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