第四章 電力拖動(dòng)拾遺
4.1 力矩電動(dòng)機(jī)調(diào)速
開(kāi)發(fā)背景
1981 年，宜昌市塑料扁絲織袋廠引進(jìn)全套日本設(shè)備，我被任命為消化小組組長(zhǎng)，進(jìn)駐該廠。日本設(shè)備中，力矩電動(dòng)機(jī)用得較多，用法較簡(jiǎn)潔。其調(diào)壓方法主要用晶閘管。1988 年，我們?cè)跒楹幽夏畴姍C(jī)廠配置力矩電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置時(shí)，改用PWM 技術(shù)控制功率晶體管，取得了成功。
4.1.1 力矩電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介
4.1.1.1 構(gòu)造與機(jī)械特性
1. 構(gòu)造特點(diǎn)
力矩電動(dòng)機(jī)，也稱高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)，其構(gòu)造和普通的籠形異步電動(dòng)機(jī)完全相同，只是，其轉(zhuǎn)子繞組是用高電阻材料構(gòu)成的。
2. 機(jī)械特性
繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)子回路里串聯(lián)電阻后，機(jī)械特性的特點(diǎn)是：臨界轉(zhuǎn)矩不變，臨界轉(zhuǎn)速下降，如圖4-1(a)所示。
力矩電動(dòng)機(jī)在本質(zhì)上是和繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)子回路里串聯(lián)電阻是相同的，所以其機(jī)械特性的特點(diǎn)也類似，只是轉(zhuǎn)子繞組的電阻值更大，臨界點(diǎn)可移至橫坐標(biāo)以下，其自然機(jī)械特性如圖4-1(c) 中之曲線①所示。
4.1.1.2 力矩電動(dòng)機(jī)的調(diào)速
1. 開(kāi)環(huán)調(diào)速
如圖4-1(b) 所示，在負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變的前提下，電壓越低，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差越大，轉(zhuǎn)速越低。所以，調(diào)節(jié)三相電源的電壓，就可以得到不同的轉(zhuǎn)速，如圖4-1(c) 中之nM1、nM2、…nM6 所示。
由于電動(dòng)機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速很低，在降低電壓的情況下，得到的機(jī)械特性如曲線②、③、④、⑤、⑥所示。很明顯，這些機(jī)械特性都很軟，負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化時(shí)，轉(zhuǎn)速的變化很大，運(yùn)行是不夠穩(wěn)定的。
2. 閉環(huán)調(diào)速
實(shí)際使用時(shí)，都把控制電路聯(lián)接成閉環(huán)控制系統(tǒng)，如圖4-2(a) 所示，圖中，SS 是速度傳感器，用于將轉(zhuǎn)速信號(hào)反饋到轉(zhuǎn)速給定電路。舉例說(shuō)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩等于TL1 時(shí)，工作點(diǎn)在曲線③上的A 點(diǎn)，轉(zhuǎn)速是nM1。當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大為TL2時(shí)，工作點(diǎn)將下移至B 點(diǎn)，轉(zhuǎn)速降至nM2。這時(shí)，由于轉(zhuǎn)速反饋的結(jié)果，使轉(zhuǎn)速控制器的輸出電壓升高，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變?yōu)榍�②，工作點(diǎn)跳轉(zhuǎn)到曲線②的C 點(diǎn)，轉(zhuǎn)速又上升為nM1，可以看出，通過(guò)轉(zhuǎn)速反饋，可以得到如曲線a、b、c、d、e 那樣的較硬的機(jī)械特性，從而擴(kuò)展了它的用途。
4.1.2 調(diào)壓控制的主電路
4.1.2.1 三相可控調(diào)壓
1. 通用接法
在三相電源進(jìn)線處，每相都串聯(lián)一個(gè)雙向晶閘管，如圖4-3(a) 所示。
此方法的缺點(diǎn)是，定子繞組里將存在高次諧波電流，則：
(1) 當(dāng)定子繞組為Δ 形時(shí)高次諧波電流的零序分量將在繞組里形成環(huán)流；
(2) 當(dāng)定子繞組為Y 形時(shí)因?yàn)闆](méi)有中線，所以高次諧波電流的零序分量為零，但中點(diǎn)存在著位移電壓。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，此法不宜采用。
2. 定子繞組為Δ 形接法
把雙向晶閘管和各相繞組串聯(lián)后再聯(lián)接成Δ 形，從而避免了形成環(huán)流的可能性，如圖4-3(b) 所示。
3. 定子繞組為Y 形接法
把各相繞組的尾端，由單向晶閘管作環(huán)形聯(lián)接，從而有效地避免了零序分量的影響，如圖4-3(c) 所示。
4.1.2.2 單相異步電動(dòng)機(jī)的回顧
1. 單相電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)
單相電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)是脈動(dòng)磁場(chǎng)，如圖4-4 所示，它可以分解成兩個(gè)方向相反而相同的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，如圖4-4(b) 所示。
2. 單相電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩
如果只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，則所得到的機(jī)械特性將分別如圖4-4(c) 中的曲線①和曲線②所示。當(dāng)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同時(shí)作用時(shí)，所得到的機(jī)械特性如圖中之曲線③所示。
3. 單相電動(dòng)機(jī)的工作特點(diǎn)
單相電動(dòng)機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)下，是沒(méi)有電磁轉(zhuǎn)矩的。但一旦向某一方向有了一點(diǎn)轉(zhuǎn)速后，它就能旋轉(zhuǎn)起來(lái)，旋轉(zhuǎn)方向由初始方向決定。實(shí)際的單相電動(dòng)機(jī)總要設(shè)置一個(gè)能夠產(chǎn)生附加轉(zhuǎn)矩的裝置使之產(chǎn)生起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
4.1.2.3 一相調(diào)壓的調(diào)速方案
1. 一相調(diào)壓的調(diào)速原理
在U 相中接入雙向晶閘管，如圖4-5(a) 所示。則U 相中將通入少量電流，電動(dòng)機(jī)的合成磁場(chǎng)將是橢圓旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，如圖4-5(b) 所示。
這時(shí)，力矩電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性如圖中之曲線①、曲線②和曲線③所示。
通過(guò)調(diào)節(jié)雙向晶閘管的導(dǎo)通角，就可以調(diào)節(jié)U 相電流的大小，從而得到不同橢圓度的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，也就得到不同的機(jī)械特性曲線。由于雙向晶閘管導(dǎo)通角的調(diào)節(jié)是無(wú)級(jí)的，所以，力矩電動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。
2. 一相調(diào)壓的脈寬調(diào)制
二十世紀(jì)八十年代，大功率晶體管以及脈寬調(diào)制技術(shù)開(kāi)始普及，于是出現(xiàn)了利用脈寬調(diào)制技術(shù)來(lái)調(diào)節(jié)電壓的控制方案。
一相調(diào)壓的脈寬調(diào)制電路如圖4-6(a) 所示。
當(dāng)輸入電壓為上“＋”下“－”時(shí)，電流的路徑是：“＋”→ VD1 → VT → VD2 →“－”；
當(dāng)輸入電壓為下“＋”上“－”時(shí)，電流的路徑是：“＋”→ VD3 → VT → VD4 →“－”。
可見(jiàn)，不論電源電壓的方向如何，都必須通過(guò)晶體管VT，因此，改變VT 的脈沖占空比，就能改變U 相電流的大小，從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
當(dāng)脈沖序列的占空比較大時(shí)，輸出的平均電壓也較大，如圖4-6(b) 所示；反之，當(dāng)脈沖序列的占空比較小時(shí)，輸出的平均電壓也較小，如圖4-6(c) 所示。
4.2 滑差電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性
講解背景
在變頻調(diào)速技術(shù)普及推廣之前，滑差電動(dòng)機(jī)由于能夠無(wú)級(jí)調(diào)速，在紡織、塑料等行業(yè)中，應(yīng)用得十分廣泛。但對(duì)于其機(jī)械特性，卻很少有比較詳細(xì)的論述。筆者因曾經(jīng)消化過(guò)日本設(shè)備中的電力拖動(dòng)部分，并仿制過(guò)日本滑差電動(dòng)機(jī)的控制器。時(shí)至今日，其控制電路已經(jīng)過(guò)時(shí)，今僅就其機(jī)械特性作一探討。
4.2.1 滑差電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造和原理
4.2.1.1 滑差電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造
滑差電動(dòng)機(jī)也叫電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其基本結(jié)構(gòu)原理如圖4-7 所示，它相當(dāng)于兩級(jí)異步電動(dòng)機(jī)。
1. 第一級(jí)電動(dòng)機(jī)
第一級(jí)電動(dòng)機(jī)就是拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)1，也是原動(dòng)機(jī)。
2. 第二級(jí)電動(dòng)機(jī)
第二級(jí)也叫轉(zhuǎn)差離合器，由電樞2 和磁極4 構(gòu)成，兩者都能旋轉(zhuǎn)。電樞呈園筒形，由鑄鋼構(gòu)成，它和拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)同軸，由拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。磁極4 做成爪形，由勵(lì)磁繞組3 勵(lì)磁。其軸就是電磁轉(zhuǎn)差離合器的輸出軸，也叫從動(dòng)軸。
3. 磁路與反饋
勵(lì)磁繞組3 由調(diào)節(jié)器SR 通過(guò)集電環(huán)5 和電刷6 提供可調(diào)的直流勵(lì)磁電流Ir，使磁極4 產(chǎn)生磁通Φ。從動(dòng)軸上裝有測(cè)速裝置7，用以進(jìn)行轉(zhuǎn)速反饋。
4.2.1.2 滑差電動(dòng)機(jī)的工作原理
1. 電樞產(chǎn)生感應(yīng)電流
為了便于說(shuō)明，我們把電樞看成是由無(wú)數(shù)根籠條構(gòu)成的。當(dāng)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)電樞按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，電樞上的籠條將切割磁極的磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，其方向由右手定則判定，如圖4-8 所示。
2. 電磁轉(zhuǎn)矩
籠條里的感應(yīng)電流又和磁通相互作用，產(chǎn)生電磁力，方向由左手定則判定。這些電磁力將形成力圖使電樞按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩。但電樞不可能逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，于是，在反作用力的作用下，使磁極和從動(dòng)軸一起按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。調(diào)節(jié)SR 的電位器RP，就可以調(diào)節(jié)直流電流Ir 和磁通Φ 的大小，從而也調(diào)節(jié)了電磁轉(zhuǎn)矩的大小和轉(zhuǎn)速。
4.2.2 滑差電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性
4.2.2.1 自然機(jī)械特性
滑差電動(dòng)機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速就是拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速nM。其自然機(jī)械特性的形狀和力矩電動(dòng)機(jī)十分相似：當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大時(shí)，轉(zhuǎn)速下降很快，如圖4-9(a) 中之曲線①所示。原因有二：
1. 轉(zhuǎn)子電阻較大
如上述，其轉(zhuǎn)子材料為鑄鋼，電阻較大，所以其臨界轉(zhuǎn)矩下移。
2. 磁場(chǎng)不能自動(dòng)補(bǔ)充
在普通異步電動(dòng)機(jī)中，當(dāng)轉(zhuǎn)速由于負(fù)載增大而下降時(shí)，轉(zhuǎn)子電流增加，轉(zhuǎn)子電流的去磁效應(yīng)增強(qiáng)，空氣隙中的合成磁通減小，定子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，定子電流將自動(dòng)增大，使空氣隙中的合成磁通和電磁轉(zhuǎn)矩有所增加。但在滑差電動(dòng)機(jī)里，勵(lì)磁繞組里的電流不會(huì)自動(dòng)增大。而只能靠加大轉(zhuǎn)差來(lái)增強(qiáng)電磁轉(zhuǎn)矩，于是轉(zhuǎn)速迅速下降。
4.2.2.2 調(diào)速特性
滑差電動(dòng)機(jī)是通過(guò)調(diào)節(jié)圖4-7 中的電位器RP，從而調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流來(lái)進(jìn)行調(diào)速的。
這種方法和調(diào)節(jié)電壓的調(diào)速在本質(zhì)上是相同的。因?yàn)樵诋惒诫妱?dòng)機(jī)里，調(diào)節(jié)電壓，實(shí)質(zhì)上也就調(diào)節(jié)了磁通。在圖4-9(b) 中的曲線① ~ ④，就是勵(lì)磁電流分別為100%、70%、40% 和10% 時(shí)的機(jī)械特性。
4.2.2.3 閉環(huán)機(jī)械特性
1. 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的作用
假設(shè)條件和方才相同：拖動(dòng)系統(tǒng)正在Q1 點(diǎn)運(yùn)行，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為TL1，與之相平衡的電磁轉(zhuǎn)矩為TM1，轉(zhuǎn)速為n1，機(jī)械特性如圖4-10(a) 中之曲線①所示。今負(fù)載轉(zhuǎn)矩增加為TL2，大于電磁轉(zhuǎn)矩TM1，拖動(dòng)系統(tǒng)必沿著曲線①減速。與此同時(shí)，轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)也減小，使控制裝置SR 的輸出電流增大，機(jī)械特性變成了曲線②，工作點(diǎn)跳轉(zhuǎn)到Q3 點(diǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩增大為TM3，超過(guò)了TL2，于是轉(zhuǎn)速沿著曲線②上升，當(dāng)上升到n1 時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩減小為TM2，和負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL2 相平衡。宏觀地看，就好像負(fù)載轉(zhuǎn)矩增加后，轉(zhuǎn)速不變似地。
2. 閉環(huán)機(jī)械特性
歸納上述過(guò)程，可以看出，在閉環(huán)控制的情況下，當(dāng)負(fù)載增加，轉(zhuǎn)速下降時(shí)。測(cè)速裝置立即將下降了的轉(zhuǎn)速信號(hào)，反饋給調(diào)節(jié)器SR，當(dāng)SR 接收到轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)后，立即自動(dòng)地增大勵(lì)磁電流Ir，使轉(zhuǎn)速基本保持不變，得到了很硬的機(jī)械特性。圖4-10(b) 中的曲線⑤ ~ ⑧就是在不同轉(zhuǎn)速下，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)速反饋后的機(jī)械特性。
小小體會(huì)
在分析滑差電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性時(shí)，必須注意分析轉(zhuǎn)差離合器部分的特點(diǎn)。
一方面，它的旋轉(zhuǎn)原理和異步電動(dòng)機(jī)完全相同，所以，其機(jī)械特性的基本特點(diǎn)是和異步電動(dòng)機(jī)是相同的；
另一方面，其磁場(chǎng)的變化規(guī)律和異步電動(dòng)機(jī)的定子磁場(chǎng)又有著本質(zhì)的區(qū)別。
4.3 電磁離合器的PWM 調(diào)速
開(kāi)發(fā)背景
偏遠(yuǎn)山區(qū)小水電站常常只有幾臺(tái)不并網(wǎng)的孤立水輪發(fā)
電機(jī)組。由于容量小，由負(fù)載變化引起的電壓和頻率的變
化幅度很大，而且十分頻繁，發(fā)電機(jī)的輸出電壓很不穩(wěn)定。
操作工需不斷地改變水輪機(jī)導(dǎo)葉的開(kāi)度。由于導(dǎo)葉相當(dāng)沉
重，工人們的手上常常血泡連連，不少水電站為此安裝了
電動(dòng)裝置，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制時(shí)，換向時(shí)沖擊電流
很大，接觸器容易損壞，故普遍采用電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間通電，
由正、反電磁離合器控制其旋轉(zhuǎn)方向。
4.3.1 電磁離合器的正反向控制
4.3.1.1 采樣參數(shù)的選擇
1. 負(fù)載變動(dòng)的結(jié)果
負(fù)載變動(dòng)時(shí)，發(fā)電機(jī)的第一個(gè)反應(yīng)，就是其輸出電壓將發(fā)生變化。與此同時(shí)，機(jī)組中的轉(zhuǎn)矩平衡被破壞，機(jī)組的轉(zhuǎn)速也將發(fā)生變化，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)電壓值和頻率都發(fā)生變化。
例如，當(dāng)負(fù)載電流增加時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出電壓將下降；與此同時(shí)，發(fā)電機(jī)軸上的阻轉(zhuǎn)矩增加，機(jī)組的轉(zhuǎn)速下降，發(fā)電機(jī)的輸出電壓進(jìn)一步下降，頻率也隨轉(zhuǎn)速而下降。
2. 采樣參數(shù)的選擇
因?yàn)榘l(fā)電機(jī)輸出電壓的大小，除了和汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)外，還和負(fù)載電流有關(guān)。而頻率的大小只和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比：機(jī)組的轉(zhuǎn)速下降，頻率也下降；反之，機(jī)組的轉(zhuǎn)速上升，頻率也上升。所以，頻率便成了調(diào)整發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀況的主要依據(jù)。
4.3.1.2 控制框圖
1. 主體框架
如圖4-11 所示，最終的控制對(duì)象是三相同步發(fā)電機(jī)G；發(fā)電機(jī)由水輪機(jī)帶動(dòng)，水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速由導(dǎo)葉的開(kāi)度決定，導(dǎo)葉由電動(dòng)機(jī)M 拖動(dòng)。
發(fā)電機(jī)輸出的不穩(wěn)定表現(xiàn)在兩個(gè)方面：電壓和頻率。由于電壓的大小和負(fù)載有關(guān)，不能作為調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開(kāi)度的依據(jù)。所以，改變導(dǎo)葉開(kāi)度的依據(jù)是頻率。頻率高了，應(yīng)減小導(dǎo)葉的開(kāi)度；反之，頻率低了，應(yīng)增大導(dǎo)葉的開(kāi)度。
2. 導(dǎo)葉的拖動(dòng)系統(tǒng)
(1) 拖動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成
如上述，電動(dòng)機(jī)并不直接拖動(dòng)水輪機(jī)的導(dǎo)葉，而是通過(guò)正、反兩個(gè)離合器來(lái)控制導(dǎo)葉的開(kāi)大或關(guān)小，如圖4-12(a) 所示。具體地說(shuō)，當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓頻率fX 小于額定頻率fN(fX ＜ fN) 時(shí)，讓正轉(zhuǎn)離合器得電，導(dǎo)葉正轉(zhuǎn)，開(kāi)度加大，水輪機(jī)加速，頻率上升；反之，當(dāng)頻率fX 大于額定頻率fN(fX ＞ fN) 時(shí)，讓反轉(zhuǎn)離合器得電，導(dǎo)葉反轉(zhuǎn)，開(kāi)度減小，水輪機(jī)減速，頻率下降。
(2) 轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)
因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)并不調(diào)速，離合器本身也不可能調(diào)速。所以采用“脈沖調(diào)速法”，是把離合器的開(kāi)關(guān)“一開(kāi)一關(guān)”地交替著，要是開(kāi)的時(shí)間長(zhǎng)，關(guān)的時(shí)間短，輸出軸的平均轉(zhuǎn)速就高，反之，開(kāi)的時(shí)間短，關(guān)的時(shí)間長(zhǎng)，平均轉(zhuǎn)速就低。因?yàn)榭刂菩盘?hào)通常是脈沖信號(hào)，故又稱為脈寬調(diào)制。
如圖4-12(b) 所示，離合器每次吸合的時(shí)間為t1，松開(kāi)的時(shí)間為t2，每次一開(kāi)一合所需時(shí)間為一個(gè)周期tC。很明顯：tC=t1+t2每次吸合的時(shí)間和周期之比，稱為占空比：D=t1/tC (4-1)式中，D 為占空比；t1 為離合器的吸合時(shí)間，s；tC 為離合器的動(dòng)作周期，s。改變離合器吸合與松開(kāi)的占空比，就可以改變調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開(kāi)度的快慢了。
4.3.2 脈寬調(diào)制信號(hào)
4.3.2.1 利用多諧振蕩器
圖4-13(a) 所示，是一個(gè)多諧振蕩器的電路，但它兩邊的參數(shù)是不對(duì)稱的。其振蕩時(shí)間大致如下：
t1=0.7(RB1+RP2)C2
t2=0.7(RB2+RP1)C1
tC=t1+t2 (4-2)
式中，t1 為VT1 截止、VT2 飽和導(dǎo)通的時(shí)間，s；t2 為VT1 飽和導(dǎo)通、VT2 截止的時(shí)間，s；tC 為脈沖周期，s。t1 和t2 的時(shí)間長(zhǎng)短可根據(jù)具體情況通過(guò)電位器RP1 和RP2 來(lái)進(jìn)行調(diào)整。繼電器KA 在VT2 飽和導(dǎo)通時(shí)得電，接通電磁離合器。
4.3.3.2 緩沖繼電器
4.3.2.2 利用時(shí)基電路
利用時(shí)基電路來(lái)實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制，可使電路變得十分簡(jiǎn)潔，如圖4-14(a) 所示。
剛接通電源時(shí)，由于電容器C1 尚未充電，時(shí)基電路的2 腳和6 腳為低電位，輸出端(3 腳) 為高電位，KA 處于失電狀態(tài)。這時(shí)，電源將通過(guò)R1、R2、VD1、RP1 向電容器C1 充電，如圖中之虛線1 所示。當(dāng)C1 上的電壓達(dá)到并超過(guò)電源電壓的2/3 時(shí)，時(shí)基電路的輸出端翻轉(zhuǎn)為低電位，KA 得電，電磁離合器吸合。
這時(shí)，7 腳對(duì)地導(dǎo)通，C1 通過(guò)RP2、VD2 和7 腳放電。當(dāng)C1 上的電壓低于電源電壓的1/3 時(shí)，時(shí)基電路的輸出端又翻轉(zhuǎn)為高電位，KA 失電，電磁離合器脫開(kāi)。調(diào)節(jié)RP1，可以調(diào)整圖4-14(b) 中之t2；而調(diào)節(jié)RP2，則可調(diào)整t1。
4.3.3 控制電路
4.3.3.1 正反向繼電器
圖4-15 只畫(huà)出了一個(gè)方向的繼電器，而水輪機(jī)的導(dǎo)葉既需要正轉(zhuǎn)以加大開(kāi)度；也需要反轉(zhuǎn)以減小開(kāi)度。所以，需要有正、反兩個(gè)方向的繼電器。實(shí)際工作中，可以用雙時(shí)基模塊“556”來(lái)實(shí)現(xiàn)，這里為清楚起見(jiàn)，使用兩個(gè)“555”模塊，如圖4-15(a) 所示。KA1 是正向繼電器，KA2 是反向繼電器。為了防止在臨界點(diǎn)引起反復(fù)開(kāi)關(guān)的振蕩，在正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)之間，應(yīng)有必要的間隙。所以，在緩沖繼電器KA3和KA4 的電路中，加入了延時(shí)環(huán)節(jié)。
如圖4-15(b) 所示，以正轉(zhuǎn)控制為例，當(dāng)KA1 觸點(diǎn)閉合時(shí)，由于電容器C1 的充電，KA3 并不能立即動(dòng)作，而稍有延時(shí)。但在離合器脫開(kāi)時(shí)，是不需要延時(shí)的，二極管VD2就是用來(lái)阻止C1 向KA3 放電的。C1 將通過(guò)R1 放電。因?yàn)橛写搜訒r(shí)環(huán)節(jié)，所以，緩沖繼電器由直流電源供電。
如圖4-15(b) 所示，以正轉(zhuǎn)控制為例，當(dāng)KA1 觸點(diǎn)閉合時(shí)，由于電容器C1 的充電，KA3 并不能立即動(dòng)作，而稍有延時(shí)。但在離合器脫開(kāi)時(shí)，是不需要延時(shí)的，二極管VD2就是用來(lái)阻止C1 向KA3 放電的。C1 將通過(guò)R1 放電。因?yàn)橛写搜訒r(shí)環(huán)節(jié)，所以，緩沖繼電器由直流電源供電。
4.3.3.2 緩沖繼電器
KA3 和KA4 是緩沖繼電器，用于控制電磁離合器YC1 和YC2，進(jìn)而控制水輪機(jī)導(dǎo)葉的開(kāi)與關(guān)，如圖4-15(c) 所示。YC1 和YC2 的電源采用發(fā)電機(jī)自己發(fā)出的交流電。
小小體會(huì)
在原蘇聯(lián)的《電力拖動(dòng)》教材里，上述調(diào)速方法被稱為“脈沖調(diào)速”，但只有理論價(jià)值，并不實(shí)用。而在電磁離合器的控制電路中，竟用上了。這是在實(shí)踐中逐漸摸索出來(lái)的結(jié)果。
