电磁调速电机控制器

・６８・　《特钢技术》　２００２年第１期　

电磁调速电机典型故障分析与处理　

李　幸　四川江油钢铁厂　摘要本文介绍了电磁调速电机的工作情况。结构及工作原理。着重分析了电磁调速电机出现４种典型故　障产生的原因并给出了相应的处理办法。指出只有结合实际，及时处理故障，改进设备，才能使设备发挥大的作用　真正实现电磁调速电机的起制动有级调速。愿将故障处理方法与大家共享。　关键词　电磁调速故障分析处理　电磁调速电机，俗称滑差电机，是一种简单　可靠的调速装置。它由鼠笼异步电机、电磁转　差离合器和控制器三部分组成。它能在规定的　调速范围内均匀地、连续地实现恒转矩无级调　速，广泛用于恒转矩负载，通风机负载以及对调　速指标无特别要求的场合。　我厂高炉两台铸铁机初期采用ＹＺＲ系列　绕线型异步电动机，在转子回路串电阻，通过切　换转于电阻，实现起制动和有级调速。但由于　转子电阻转差能耗较高，效率低，电流冲击大，　尤其调速比低（小于３：１），有效的五个调速档　位不能满足生产要求即无法实现无级等问题难　以解决。因此，一九九二年改造选用ＪＺＴ＃　８ｌ＿４型电磁调速电机，达到了预期使用效果。　但应用中一些故障反复出现，本文就其运行原　理及典型故障和处理办法作分析总结，仅供参　考。　ｌ调速电机技术参数　转差离合器：型号：ＪＺＴｘ　８ｌ一４　２２８Ｎ・Ｉｎ额定转矩：　调速范围：　１３００辕／食一１３０辕／食　励磁电压：＜９０Ｖ　励磁电流：＜４０Ａ　鼠笼异步电机：型号：Ｙ２２５Ｓ一４　功　率：３７ＫＷ　额定电流：７０・４Ａ　转　速：１４８０转／分　控制器：型号：ＪＤＵ　一４Ｏ　额定输出：直流９０Ｖ　５Ａ　可控制电机功率０・５５４０ＫＷ　测速范围：１４２０转／分一１００转／分　２结构组成　２．１　调速电机整体结构：如图ｌ所示，ＪＴＺ系　列电磁调速电机采用组合式结构，传动电机为　标准的鼠笼式电机，它利用端盖上的凸缘装在　离合器的机座上而成为整体，交流测速发电机　安装在输出轴端与输出轴同步运转。　２．２转差离合器：转差离合器内部结构示意如　图２，电枢连轴器与传动电机连轴器硬连接，输　出轴上磁极与电枢之间间隙２ｍｍ一５ｍｍ，励磁　

改电磁调速为变频调速的方法

1. 引言

变频调速技术是电机行业中出现最新最有效的能量节约技术，可以节省电能，提高生产效率，降低运行成本，同时也可以改善电网质量，保障电力设备的安全运行。本文将详细介绍将电磁调速改为变频调速的流程及方法。

2. 需要的设备及材料

（1）变频器：将交流电转换成可变频率、可变电压的电源设备，它是实现变频调速的核心设备。

（2）电机：变频器的输出电流需要驱动电机，因此需要选择适合的电机。

（3）控制器：控制变频器与电机的运行。

（4）电缆：用于连接变频器、电机和控制器。

（5）杂项：变频器安装底座，电缆槽、配线管、端子盒、绝缘套管等。

3. 流程

（1）选型

在选择变频器之前，需要确定电机额定电流、电压、功率等参数，以及所需的变频器输入电压、输出电压、输出功率等参数，最终选择适合的变频器。

（2）安装和接线

安装变频器、电机、控制器等设备，并根据各自的接线图逐一进行接线。在接线时需要注意线缆的长度，避免过长或过短导致电气干扰或电压损失。

（3）参数设置

参数设置是变频器控制电机运转的关键步骤，需要按照变频器说明书上的方法进行。主要包括：电机额定电压、额定电流、额定转速等参数的设定，以及一个基本的运行速度档位的设置。

（4）调试

将电机和变频器连接并用控制器控制，能否控制电机的转速，如果不能，需要检查电路接线是否正确或者变频器参数是否设置正确，再按实际工况需要调节各项参数。 （5）调试后的试运行

一切设备和相关部件安装完毕，接线正确，参数设置正确后进行试运行。应该保持相应的负载工作情况，持续观察电机的运行情况，比如转速、电流、温度等，确保设备运行在安全情况下，各项参数要在操作范围内。

（6）使用和维护

一旦变频器投入使用后的常规维护工作包括保持电路的清洁，在避免湿度过高的条件下存储设备以保证其寿命。使用期间要严禁振动和冲击，及时查看机器的运行指示灯，以及其他报警信号，以防予安全事故的发生。

第３０卷第１２期　

Ｖｏ１．３０　Ｎ０．１２　企业技术开发　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬ　ＤＥＶＥＬ０ＰＭＥＮＴ　ＯＦ　ＥＮＴＥＲＰＲＩＳＥ　２０１１年６月　Ｊｕｎ．２０１　ｌ　

ＪＤ１Ａ型电磁调速控制系统的故障诊断与维修　

杨志良　

（江苏省常熟市技工学校，江苏常熟２１５５００）　

摘要：电磁调速电动机由于其调速范围广，启动转矩大，控制功率小，自动调节系统机械特性硬度高等优点　而得到广泛的应用。文章着重介绍ＪＤ１Ａ型电磁调速控制系统组成和工作原理，并对电磁调速控制系统的常　

见故障现象进行了分析，提出故障排除的思路和方法。　

关键词：电磁调速电动机；工作原理；常见故障；解决方法　中图分类号：ＴＨ７０７　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—８９３７（２０１１）１２一Ｏ１１６—０２　

电磁调速电动机又叫滑差电动机，是一种可以平滑　调速的交流电动机。它由三相笼型电动机和电磁转差离　

合器组成。该调速控制器由主电路、励磁电路、给定电压　

电路、速度负反馈电路、比较放大电路、触发电路几个主　要部分组成，通过各电路的配合工作，改变晶闸管导通角　

的大小来改变励磁线圈的电流，从而实现调速的目的。适　用于化工、纺织、服装加工等行业。　

１　ＪＤ１Ａ型电磁调速控制系统　

１．１控制系统原理框图　

控制系统原理如图１所示。电磁调速控制系统将给　

定的电压与检测元件反馈的电压通过比较得出差值，再　由放大电路放大这个值，然后送至触发电路中，输出一个　

电压波形，最终达到调节电动机输出转速的目的。　

图１控制系统原理框图　１．２　电路各组成部分作用　

①主电路：主电路由接触器ＫＭ控制电动机Ｍ的起　动和停止，热继电器ＦＲ作电动机Ｍ的过载保护。　②励磁电路：励磁电路由晶闸管ＫＺ半波整流给励　

磁绕组提供励磁电流。压敏电阻Ｒｙ用于电源侧过压保　护，Ｒ９、Ｃ９用于晶闸管ＫＺ的过压保护，ＧＺ为续流二极　

管。　

③给定电压电路：给定电压由电源变压器ＴＢ取得～　５０Ｖ电压信号，经ＢＺＯ１整流，ＲＣ型滤波和稳压电路后，　

科技创新与应用ｌ　２０１３年第２８期　科技创新　基于ＳＴＭ３２　微控制器的交流电机电磁调速系统　

马毅飞　何明星。　张源　（１、河北工程大学信息与电气工程学院，河北邯郸０５６０３８　２、中国矿业大学机电与信息工程学院，北京１０００８３）　摘要：介绍了一种新型的、由ＳＴＭ３２微控制器和嵌入式操作系统ＲＴ—Ｔｈｒｅａｄ及相应的软件实现的交流电机电磁调速控制系　统。着重介绍了该调速控制系统的工作原理、硬件中的电源系统、传感器系统、主控制系统、通信系统及软件中的ＰＩＤ算法程序和　ＲＴ—Ｔｈｒｅａｄ操作系统。　关键词：ＳＴＭ３２；交流电机；电磁调速；ＲＴ—Ｔｈｒｅａｄ　引言　电磁调速电机是一种恒转矩交流无级变速电动机，白面世以　来，已有４０年的历史。由于它具备结构简单、运行可靠、价格低廉、　调速范围宽、启动转矩大、速度调节平滑等优点，在生产实践中得到　了广泛的应用。近年来，随着电子技术的发展，用新的控制系统改变　调速性能，为电磁调速技术带来了新的生机。本文针对电磁调速方　式，设计了一种以ＳＴＭ３２微控制器为核心的交流电机调速系统。　１　ＳＴＭ３２微控制器　ＳＴＭ３２微控制器采用了ＡＲＭ公司的Ｃｏｒｔｅｘ—Ｍ３内核，该内核　集高性能、低功耗、低成本于一体，同时可以满足电机控制系统对微　控制器须具备卓越的实时响应、逻辑处理功能和优异的控制性能的　要求。基于Ｈａｒｖａｒｄ架构，该３２位ＲＩＳＣ采用Ｔｈｕｍｂ２指令集，提供　１６位和３２位指令。对比纯３２位代码，该指令集能够大幅提高代码　密度，同时保留原有ＡＲＭ７指令集的多数优点（附加优化的乘加运　算和硬件除法指令）Ⅲ。为保证低功耗应用的要求，ＳＴＭ３２的内核电　压是１．８Ｖ，外设电压是３．３Ｖ，可选择睡眠模式、待机模式。ＳＴＭ３２微　控制器的外围控制非常丰富：最大２５６　ＫＢ　ＦＬＡＳＨ、最大２０ＫＢ　ＲＡＭ、８０个快速Ｉ／Ｏ口、１６通道的１２位ＭＤ转换器、７个定时器（包　含一个ＲＴＣ）、３个智能Ｉｃ卡接口（与ＵＡＲＴ复用）、２个ＳＰＩ接口、２　个１２Ｃ接口、ＵＳＢ　２．０接口、支持通过ＵＡＲＴ实现ＩＡＰ功能、ＩＣ卡读　写器日。意法半导体为ＳＴＭ３２用户免费提供２．０版电机控制软件库，　用户可以在Ｋｅｉｌ、ＩＡＲ工具厂商的ＳＴＭ３２设计环境下进行Ｃ语言编　程。　２系统工作原理　基于ＳＴＭ３２微控制器的交流电机电磁调速系统原理图如图１　所示。　电流反馈　碧　馨　四　鼋　建　Ｉ器Ｉ　Ｌ｝器ｌ　Ｉ路ｌ　１　譬【一　一　一　镊ｌ一一一Ｉ馈ｌ广———］ｒ———］ｒ　Ｉ　Ｌｕ］椭编码器卜　磁龊广＿＿＿１励磁线圈卜。＿。　图１控制系统原理图　电磁调速异步电动机是由普通鼠笼式异步电动机、电磁滑差离　合器和电气控制装置三部分组成。异步电机作为原动机使用，当它　旋转时带动离合器的电枢一起旋转，电气控制装置是提供滑差离合　器励磁线圈励磁电流的装置。电磁滑差离合器包括电枢、磁极和励　磁线圈三部分。电枢为铸钢制成的圆筒形结构，它与鼠笼式异步电　动机的转轴相连接，称主动部分；磁极做成爪形结构，装在负载轴　上，称从动部分。主动部分和从动部分在机械上无任何联系。　当励磁线圈通过电流时产生磁场，爪形结构便形成很多对磁　极。此时若电枢被鼠笼式异步电动机拖着旋转，那么它便切割磁场　产生感应电动势为　Ｅ＝ＢＬＲ（ｔｏ１一【ｏ２）　（１）　其中，Ｂ为磁感应强度，Ｌ为电枢有效长度，Ｒ为电枢有效半径，　∞　为原动机转速，∞：为磁极转速。　该电动势在电枢上引起涡流，假设每个磁极的等效阻抗为ｚｐ，　则涡流电流为　ｉ－Ｅ，Ｚ　＝ＢＬＲ（ｔＯ１一∞２）／ｚｐ　（２）　涡流电流与旋转磁极的磁通相互作用产生电动力。设Ｐ为电枢　极对数，在此电动力作用下，电枢切线方向会产生一个电磁力矩　Ｍ＝ＦＲ＝ＢｉＬＲ＝Ｂ２ＩＪ２Ｒ２Ｐ（‘０ｌ一（ｏ２）／ｚ。　（３）　磁极跟着电枢同方向旋转，磁极的转速就是电磁调速电动机的　一３２一　输出转速，磁极转速的大小取决于磁极电磁转矩的大小，也就是取　决于励磁电流的大小　。　ＳＴＭ３２微控制器作为电气控制装置的ＣＰＵ，通过轴角编码器获　取滑差离合器磁极的转速，经过ＰＩＤ运算，将控制电流通过Ｄ／Ａ输　出，再经驱动电路控制滑差离合器的励磁线圈的直流电流。在一定　负载下，励磁电流的大小决定输出转速的高低，励磁电流越大转速　就越高，励磁电流越小转速就越低。通过改变励磁线圈的电流，就可　达到改变输出转速高低的目的　。　３系统软硬件设计　３．１硬件设计　系统硬件由电源系统、传感器系统、主控制系统和通信系统４　个部分组成，如图２所示。　电磁调速电机控制系统　传感器系统Ｉ　ｌ通信系统ｌ　ｌ主控制系统Ｉ　电源系统　Ｒ￥２３２自由口　ＭＯＤＢＵＳ主站　ＭＯＤＢＵＳ从站　ＣＡＮ总线　ＲＳ４８５自由口　以太网接口　系　统　的　电　源　图２控制系统硬件框图　（１）电源系统。ＳＴＭ３２微控制器的内核电压是３．３Ｖ，我们将外部　开关电源所提供的２４Ｖ电动机驱动电源通过恒功率电源　ＷＲＦＤ２４Ｓ０５—３Ｗ降压为５ｖ，再通过线性稳压器ＡＳ１　１　１７—３．３降压到　３．３Ｖ给控制系统供电。电源系统原理如图３所示。