浅谈绕线型电动机凸轮控制器控制实用线路

浅谈绕线型电动机凸轮控制器控制实用线路绕线型电动机在起重机械设备中应用十分广泛，对于一些调速要求不高的场合，目前主要是在电动机转子串接频敏变阻器和电阻器，在结合凸轮控制器的控制，来实现电动机的启动、制动、调速、运行。这重控制方式优点是：控制线路简单、投入设备少、成本核算低等，缺点是：调速性能不高，电动机能量损耗大。总结一下，大概有一下几种线路，转子串频敏变阻器，转子串不对称电阻器。其中转子串接不对称电阻器分，转子串接不对称电阻线路，转子电阻一相开路的控制线路和转子回路少一个触头的控制线路。下面结合线路简单分析一下此类调速线路的特点和性能。一、绕线电动机转子串频敏变阻器的凸轮控制线路图-1从图-1上可以看出，此线路和鼠笼电动机的凸轮控制线路基本相同，但其定子触头不象控制鼠笼电动机那样用两个触头串联使用，因为绕线电动机砖子回路串接频敏变阻器的启动电流一般为额定电流的2.5倍左右，较鼠笼电动机满压直接启动的电流小。此线路简单，启动时的电流和转矩较鼠笼电动机小，机械冲击小，但由于只有一挡，故其启动性差，且不能调速，所以使用上也有局限性，通常只应用在电动机容量不大，机械运行速度低的一般起重机上。二、绕线电动机转子串不对称电阻器的凸轮控制线路图-2由图-2可以看出，此类线路为5挡不对称切除电阻器进行对电动机启动、制动、运行和调速的控制方式。在运行机构上应用时，由于是阻力负载，正反向有着对称的特性。在起升机构上应用时，由于是位能负载，上升和下降有着不对称的特性。上升时，电动机运行在电动状态，即电动机发出的电动转矩拖动货物上升。下降时，当负载很轻，不足以克服驱动装置的摩擦阻力时，电动机需要反转运行，电动机运行在电动状态，把轻负载送下去，称为强力下降。当负载大时，能克服驱动装置的摩擦阻力而自行下降时，电动机运行在再生发电制动状态，电动机的运行速度超过同步转速，而进入发电运行状态，电动机产生制动力矩来平衡负载产生的转矩，使负载以稳定速度下降，称为制动下降。重载时，如果需要慢速下降，可以将控制器打到上升一挡。此时电动机进入反接制动状态，因转子回路中串接全部电阻，限制了电流，力矩也不大，不足以将负载提升起来，而仅能平衡由负载产生的下级力矩，使负载以稳定的速度下降。（具体电动机机械特性参见图-3）图-3三、绕线电动机转子串不对称电阻器的凸轮控制线路（转子一相开路）图-4由图-4可以看出，此类线路为图-2的演变方式，总体差不多，差别就是仅转子电阻的接法不同，在控制回路第一挡时，将转子一相开路，这样一来的目的就是为了用较少的电阻元件获得较大的等效电阻值，使电动机以较小的启动力矩启动，使得启动平稳。为什么说将转子的一相开路就能获得较大的等效电阻呢？由转子等效电阻图，我们可以计算如下：R等效=（RARB+RARC+RBRC）/（RA+RB+RC）=（RARB/RC+RARB/RC+RBRC/RC）/（RA/RC+RB/RC+RC/RC）=（0+RB+RA）/0+0+1=RB+RA=2R一相开路时的等效电阻值为2R，较不开路时增大一倍。可见转子回路一相开路后可用较少的电阻元件获得较大的等效电阻值。转子电阻一相开路的线路简单、省料，已经在通用门式起重机和桥式起重机的运行机构上。四、绕线电动机转子串不对称电阻器的凸轮控制线路（凸轮少一触头）图-5由图-5可以看出，此类控制线路接线也比较简单。由于凸轮控制器少一触头，控制器的尺寸就相应缩小。由于凸轮控制器少一触头，在控制器地五挡时不能把电阻器全部切除掉，而是将两段数值较小的电阻器留在电动机转子回路中，所以电动机不能启动到额定速度，一般要降5%左右。在实际应用中并无显著影响。