印刷光电技术第三章.ppt

《印刷光电技术》（第1版） 主编：钱军浩 目 录 第一章 绪 论 第二章 印刷设备常用低压电器 第三章 印刷设备中常用电机与控制 第四章 印刷设备中基本控制电路 第五章 印刷设备中常用的控制电路 第六章 常用机型典型电路分析 第七章 印刷过程控制系统 第八章 印刷机电气维修 第三章 印刷设备中常用电机与控制 印刷设备中常用的电机主要分两类:一类是驱动电机，一类是控制电机。驱动电机是印刷设备的主要动力源，包括各种类型的交、直流电动机。交流异步电动机较之其它类型的电动机结构简单，价格便宜，运行可靠，维护方便，某些印刷机或者辅助用电动机在不要求调速时可采用;大多数印刷机要求调节转速，则可选用直流电动机、整流子式电动机或电磁调速异步电动机(滑差电动机)。 控制电机也叫特种电动机，常见的有步进电动机、伺服电动机、测速发电机等，这些电机不是作为动力来使用的，它的主要任务是转换和传递控制信号，能量的传递是次要的。为避免与电工学重复，本章重点介绍直流电动机、三相交流整流子式电动机、电磁调速异步电动机三种调速电动机和步进电动机、伺服电动机、测速发电机这三种特种电机及其控制。 第一节 直流电动机 直流电动机是将直流电能转换为机械能的旋转机械。它与交流电动机(如三相异步电动机)相比，虽然因结构比较复杂、生产成本较高、故障较多等，目前已不如交流电动机应用普遍，但由于它具有优良的调速性能和较大的起动转矩，在印刷设备中得到广泛应用。本节仅就直流电动机的结构与工作原理、直流电动机的分类及在印刷设备中的应用、直流电动机的起动与调速做一简单介绍。 一、直流电动机的结构与工作原理 1．直流电动机的结构。直流电动机主要由磁极、电枢、换向器三部分组成，其结构如图3-1所示。 (1)磁极 磁极是电动机中产生磁场的装置，如图3-2所示。它分成极心1和极掌2两部分。极心上放置励磁绕组3，极掌的作用是使电动机空气隙中磁感应强度的分布最为合适，并用来挡住励磁绕组;磁极是用钢片叠成的，固定在机座4(即电机外壳)上;机座也是磁路的一部分。机座常用铸钢制成。 (2)电枢。电枢是电动机中产生感应电动势的部分。直流电动机的电枢是旋转的，电枢铁心呈圆柱状，由硅钢片叠成，表面冲有槽，槽中放有电枢绕组，如图3-3所示。 (3)换向器(整流子)。换向器是直流电动机的一种特殊装置，其外形如图3-4所示，主要由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片。在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路联接。 换向器是直流电动机的结构特征，易于识别。 2．直流电动机的工作原理 图3-5是直流电动机的示意图。若在A、B之间外加一个直流电压，A接电源正极，B接负极，则线圈中有电流流过。当线圈处于图3-5所示位置时，有效边ab在N极下，cd在S极上，两边中的电流方向为a→b，c→d。由安培定律可知，ab边和cd边所受的电磁力为： F=BLI 式中，I为导线中的电流，单位为安(A)。根据左手定则知，两个F的方向相反，如图3-5所示，形成电磁转矩，驱使线圈逆时针方向旋转。当线圈转过180o时，cd边处于N极下，ab边处于S极上。由于换向器的作用，使两有效边中电流的方向与原来相反，变为d→c、b→a，这就使得两极面下的有效边中电流的方向保持不变，因而其受力方向，电磁转矩方向都不变。 由此可见，正是由于直流电动机中采用了换向器结构，使电枢线圈中受到的电磁转矩保持不变，在这个电磁转矩作用下使电枢按逆时针方向旋转。这时电动机可作为原动机带动生产机械旋转，即由电动机向机械负载输出机械功率。 二、直流电动机的分类及其特性 在直流电动机中，除了必须给电枢绕组外接直流电源外，还要给励磁绕组通以直流电流用以建立磁场。电枢绕组和励磁绕组可以用两个电源单独供电，也可以由一个公共电源供电。按励磁方式的不同，直流电动机可以分为他励、并励、串励和复励等形式。由于励磁方式不同，它们的特性也不同。 1．他励电动机 他励电动机的励磁绕组和电枢绕组分别由两个电源供电，如图3-6所示。他励电动机由于采用单独的励磁电源，设备较复杂。但这种电动机调速范围很宽，在印刷设备中多用于主机拖动中，例如:JJ2O1型卷筒纸双面双色胶印机的主电动机，即采用直流他励式电动机。 2．并励电动机 并励电动机的励磁绕组是和电枢绕组并联后由同一个直流电源供电，如图3-7所示，这时电源提供的电流I等于电枢电流Ia和励磁电流If之和，即I=Ia十If。 并励电动机励磁绕组的特点是导线细、匝数多、电阻大、电流小。这是因为励磁绕组的电压就是电枢绕组的端电压，这个电压通常较高。励磁绕组电阻大，可使If减小，从而减小损耗。由于If较小，为了产生足够的主磁通Φ，就应增加绕组的匝数。由于If较小，可近似为I=Ia。 并励直流电动