电机速度控制及机床控制线路

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1、第2章电气控制线路的基本环节电气控制线路是由许多电器元件按一定的要求连接而成的。为了表达生产机械的电气控制系统的结构、原理等设计意图，为了便于电气系统的安装、调试、使用和维修，需要将电气控制系统中各电器元件及其连接线路用一定的图形表达出来，这种图就是电器控制系统图。电气控制系统图一般有三种：电气原理图、电器布置图和电气安装接线图。在图上用不同的图形符号来表达各种电器元件，用不同的文字符号来说明图形符号所代表的电器元件的基本名称、主要特征及编号等。2.5三相异步电机速度控制线路根据三相异步电动机的转速公式：得出三相异步电动机的调速可使用改变电动机定子绕组的磁极对

2、数，改变电源频率或改变转差率的方式。改变转差率调速又可分为绕线转子电动机在转子电路中串接电阻调速、绕线转子电动机串级调速、异步电动机交流调压调速等。2.5.1三相笼型电动机的变极调速三相笼型电动机采用改变磁极对数调速。当改变定子极数时，转子极数也同时改变。笼型转子本身没有固定的极数，它的极数随定子极数而定。电动机变极调速的优点是，它既适用于恒功率负载，又适用于恒转矩负载，线路简单，维修方便；缺点是有级调速且价格昂贵。改变定子绕组极对数的方法有：(1).装一套定子绕组，改变它的连接方式，得到不同的极对数。(2).定子槽里装两套极对数不一样的独立绕组。(3).定子

3、槽里装两套极对数不一样的独立绕组，而每套绕组本身又可以改变它的连接方式，得到不同的极对数。NS极对数为1N极对数为2NSSV1三角形连接—双星形连接V2V2V1W1W1W2U1U2U1U2W2V1星形连接—双星形连接V2V2V1W1W1W2U1U2U1U2W2双速电机控制电路FABBM3~QA1QA1SF2BBSF1QA1KFQA3QA2QA0QA2QA3KFQA2SF3KFKFKFQA2QA1QA32.5.2异步电动机的变频调速改变异步电动机的供电频率，即可平滑地调节同步转速，实现调速运行。变频调速是利用电动机的同步转速随频率变化的特性，通过改变电动机的供电

4、频率进行调速的。在交流异步电动机的各种调速方法中，变频调速具有调速范围大，稳定性好，运行效率高的特点，已逐步得到推广及应用。通用变频器可以应用于普通的异步电动机调速控制。除此之外，还有高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器等。由电动机理论可知，三相异步电动机定子每相电动势的有效值为：如果不计定子阻抗压降，则：式中：U1——定子电源电压(V)；E1——定子绕组感应电势(V)；f1——定子电源的频率(Hz)；Ф——气隙磁通(Wb)；N1——线圈匝数。由上式可见，若端电压U1不变，则随着的f1升高，气隙磁通Ф将减小。又由转矩公式：式中：I2——转子电流(A)；Ct

5、——转矩常数；cos2——转子电路功率因数。可以看出，Ф的减小势必会导致电动机允许输出转矩T的下降，降低电动机的出力。同时，电动机的最大转矩也将降低，严重时会使电动机堵转。若维持端电压U1不变而减小f1，则气隙磁通Ф将增加，这就会使磁路饱和，励磁电流上升，导致铁损急剧增加，这也是不允许的。因此在许多场合，要求在调频的同时改变定子电压，以维持接近不变。1)基频以下的恒磁通变频调速这是考虑从基频(电动机额定频率)向下调速的情况。为了保持电动机的负载能力，应保持气隙主磁通不变。这就要求在降低供电频率的同时降低感应电动势，保持U1/f1=常数，即保持电动势与频率之比为

6、常数。这种控制又称为恒磁通变频调速，属于恒转矩调速方式，但是难于直接检测和直接控制。当频率较高时，定子的漏阻抗压降相对比较小，如忽略不计，则可以近似地保持定子电压和频率的比值为常数，即认为，保持U1/f1=常数。这就是恒压频比控制方式，是近似的恒磁通控制。2)基频以上的弱磁变频调速这是考虑由基频开始向上调速的情况。当频率由额定值向上增大时，电压由于受额定电压U1N的限制不能再升高，只能保持U1=U1N不变。这样必然会使主磁通随着f1的上升而减小，相当于直流电动机弱磁调速的情况，即近似的恒功率调速方式。2.6常用机床电气控制线路分析在前面讨论了三相交流异步电动机

7、的基本控制线路，这些基本线路是机床电气继电器—接触器控制系统的基本环节。机床的电气自动控制系统，不仅能完成启动、制动、反转和调速等一些基本要求，而且应保证机床各动作的准确与协调，以满足生产工艺所提出的具体要求，即工作可靠，可实现操作自动化。在本节中，我们将以几台典型机床控制线路为例，分析机床控制线路的工作原理，从而提高识图能力。2.6.1普通车床电气控制线路在金属切削机床中普通车床所占比重最大、应用最广的机床。它能完成切削内圆、外圆、端面、攻螺纹、螺杆、钻孔、镗孔、倒角、割槽及切断等加工工序。车床的基本运动是主轴通过卡盘或顶尖带动工件旋转，溜板带动刀架直线移动

8、，前者称为主运动，它承受车削时的主要切