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调速器与调速电机

 
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调速电机是带内置测速发电机（用于控制速度反馈）的感应电机。这些电机与调速电路板一起使用，以减少在调节旋钮时速度的变化。由于使用了反馈电路，一旦设定了速度，就不会有任何负荷的速度变化或电压变化。调速电机分为单元式和插座式。
→1.调速电机的特征
→2.选择方式
→3.选择的示范计算（图2）
→4.调速原理
→5.使用限制
1. 调速电机的特征
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 与调速器一起使用，可以控制一系列的速度（50Hz：90~1400rpm，60Hz：90~1700rpm），而且非常简便。
视调速器的类型而定，可以与电机一起实现各种目的，如调速、制动、缓慢运行、缓慢停止等。
内置测速发电机（T.G），控制速度反馈。
带电子制动器的调速电机与调速器一起使用时，瞬间制动和电子制动同时运行可产生强大的制动力。
带电子制动器的调速电机也拥有无励磁运行式电子制动器。即使电源关闭，也能进行制动，以保持负荷制动。
调速电机包括感应电机、可逆电机和带电子制动器的调速电机，都属于小型AC电机。应当根据用途选择适用的电机。
感应电机的输出范围是06W ~ 90W（单元式为06W ~ 180W）；可逆电机的输出范围是06W ~ 40W；带电制动器的电机的输出范围是06W ~ 40W（但是，SR型是06W ~ 90W）。
2.选择方式




(1) 电机和调速器的选择
是否只需要调速？
是否需要瞬间制动？
是否需要保持制动力？
适用电机的输出是多少？
是否需要缓慢运行和缓慢停止功能？


(2) 齿轮头齿轮比的选择
齿轮输出轴的转数需要从A rpm变为B rpm时，将根据更高的转数（B rpm）计算齿轮比
对于AC调速电机，电机的转数是1300 rpm。（这也是输出扭矩和使用范围最大为1300 rpm的原因。）使用最接近的齿轮头预估数值（齿轮比＝1）。



(3) 电机轴的最高转数和最低转数
最高转数是NH，最低转数是NL，如下所述：
所需电机的最高转数：
所需电机的最低转数：


(4) 电机的所需扭矩
电机的所需扭矩计算如下：



(5) 电机的选择
电机是由所需扭矩TM，旋转频率以及扭矩-转数曲线（以下简称N-T曲线）所决定的。如（图1）AC调速电机的曲线中，运动曲线（I曲线）选择极限曲线以下的电机。（即使在极限曲线以上，如果电机的表面温度低于90℃，就可以使用）。
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(6) 齿轮头的选择
通过上述方式选择了电机后，选择齿轮头时要考虑负荷的扭矩大小。确认负荷扭矩在


3. 选择的示范计算（图2）
 
如果是单向旋转的带式输送机，将传输物品的速度变为1米/秒、2米/秒和4米/秒。
滚筒直径： 10cm
运行扭矩：20
电源：单相 100V 60Hz
紧急情况下瞬间制动，但没有保持力。


(1) 电机和调速器
单相旋转，没有保持力。因此，可以选择感应电机。

(2) 齿轮头输出轴的转数
带式输送机的速度为1米/秒时，齿轮头轴的转数：


带式输送机的速度为2米/秒时，齿轮头轴的转数：


带式输送机的速度为4米/秒时，齿轮头轴的转数：



(3) 齿轮
根据齿轮头更高的转数计算齿轮比。

使用102，因为没有1/102, 1/100之类的减速比可供选择。


(4) 电机轴的转数
电机轴的转数=齿轮头轴的转数X带式输送机每个速度的减速比，结果如下：
3.18 】100 = 318[rpm]
6.37 】100 = 637[rpm]
12.74 】100 = 1274[rpm]


(5) 电机的所需扭矩
齿轮比为100的齿轮头的输送效率是66％，因此电机的所需扭矩：




(6) 电机的选择
从感应电机的N-T曲线来看，S8125GB-V12电机和S8KA100B齿轮头可以结合使用。但是，在这种情况下，惯性负荷应当在所选电机的规格内。



4.调速原理
 
(1) 调速原理
右图（图3）是闭环电流控制方法的基本调速结构。以下是对闭环调速的解释：

（图3）闭环电压控制方法的基本调速结构

如果测速发电机改变电压（电压与转数成比例），则将电机转数和电压进行比较。
这个电压差被称为“比较电压”。
比较电压通过电压放大器和电压控制器运行电机。
比较电压通常采用过零控制。转数由调速器选择的数值确定。
即使负荷改变，转数也不变，而测速发电机会随之改变。
相应的，闭环调速能够检测到电机的转数，并控制运行电压以保持常量。

(2) 通过闭环进行初级电压控制
电机的电压（初级电压）发生变化时，感应电机的扭矩与转数的关系（图4）如下：

目前电压是V1，位于点A。随着速度增加到B，电压从V1变为V2，就移至C。
在点C，负荷扭矩T1大于电机扭矩，因此转数小于N2。
转数变为N3、电压上升至V3时，产生的扭矩就大于负荷扭矩，移至点E，速度就增加为F。
为了稳定转数，必须通过控制初级电压使环路更小（如C->D->E->F）。
通过闭环进行初级电压控制时，为了根据电机转数进行变化，应当控制初级电压，并保持转数恒定。


(3) 调速器的运行

调速器的说明见图5。
电机转数取决于整流电路反馈电压的测速发电机。
VR控制的调速器的选择电压与反馈电压的差异在比较放大器中放大。
触发信号由锯齿波形发生器产生的锯齿波形发出；比较信号由比较仪发出；triac由触发电路发出。
Triac的角度与触发信号一起受控，以控制电机中的电压。
这样电机的转数恒定，从而进行控制。请参见（图6）。



1. 接线盒型电机的特征
 
(1) 使用限制
在AC调速电机N-T图（图7）中，极限曲线以下被称为连续运行区。



极限曲线不会超过电机允许的最高温度（感应电机连续运行，可逆电机额定运行30分钟），并且由于可以进行连续运行，所以由电机的温度决定。
我们生产的调速电机的绝缘等级为E，绕组部分的允许温度是120℃。因此，如果绕组部分的温度低于120℃，就可以进行连续运行，但是用户很难测量绕组部分的温度。电机外壳的表面温度低于90 ℃时，一般就可以进行连续运行。（注）电机绕组部分与外壳表面之间的温度差异因电机型号而异，但通常在10℃ ~ 20℃之间。

(2) 电机外壳表面温度低于90℃的含义
电机升温最高的地方是绕组部分。因此，最高的许可温度是由绕组部分的绝缘程度决定的。（我们生产的小型AC电机的绝缘等级为E，绕组部分的许可温度是120℃。）
电机表面与绕组部分之间的温度差异大约为10℃ ~ 20℃。（带冷却风扇的电机大约为30℃，因为冷却风扇会对电机的表面进行冷却。）
绕组部分的温度达到120℃时，表面温度大约为100℃，因此90℃是足够安全的数值。

(3) 根据瞬间制动的使用范围
瞬间制动使用直流电（电机中的半波整流电流），会造成电机温度迅速升高。
在N-T图中，极限曲线是指连续运行的情况，因此，如果频繁使用瞬间制动，限制范围就会减少。
对于瞬间制动，频繁制动会引起升温，因此务必小心谨慎，确保电机表面温度不超过90℃。



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