改变电枢旋转的方向,则可以使磁极旋转的方向改变,从而改变磁极及工作机械的旋转方向。
当励磁电流等于零时,磁极是不会转动的,这就相当于工作机械被“离开”,一旦加上励磁电流,磁极即刻转动起来,这就相当于工作机械被“合上”,因此取名为“离合器”.又因为它是基于电磁感应原理来发生作用的,而且磁极与电枢之间一定要有转差才能产生涡流和电磁转矩,因此全名就称为“电磁转差离合器”。又因为它的作用原理和异步电动机相似,所以又常将它连同驱动它的异步电动机一起称作“滑差电机”。
电磁离合器的结构形式有好几种。目前我国用得较多的是磁极为爪极的一种形式,其爪极有两个对应的部分,互相交叉地安装在从动轴上,其间由非导磁材料连结,励磁绕组是与转轴同心的环形绕组,当绕组中肴励磁电流时,磁通则由左端爪极经过气隙进入电枢,再由电枢经过气隙回到·右端爪极而形成回路。这样,所有的左端爪极皆为N极,右端爪极皆为S极。由于爪极与电枢间的气隙距离远小于左、右两端爪极之间的气凉,因此N极与S极之间不会被短路。
当将电磁转差离合器调速系统用于小功率快速系统中时可以采用图10-3所示的杯形电枢形式的离合器。其中励磁绕组放在固定的壳体内,磁极与同步电动机相连,而低OD:的杯形电枢则与工作机械相连,它的工作原理与爪极式相似,故不再重述。
二、电磁转垂离合.调速系统的机械特性
在一般情况下,转差离合器调速系统的机械特性就是离合器本身的机械特性。由于转差离合器在原理上与异步电动机相似,因此,改变转差离合器励磁电流(即磁场)时的调速特性与异步电动机调定子电压调速的特性也有很多相似的地方。图10-4所示为转差离合器在励磁电流不同时的一族机械特性曲线,空载(理想)转速不变,随着负载转矩的增加,转速下降的很快,故机械特性很软。
电磁离合器显然,这样的机械特性不能直接应用于要求速度比较稳定的工作机械上。为此,在这种系统中一般也都要接入速度负反馈。采用速度负反懊以后的机械特性如图10-5所示。
由于速度负反馈作用的存在,使得电动机在负载增加时转速的降低由增加励磁来补偿,从而使转速保持稳定。如图1。一刁中当励磁电流为I,.而负载由MFZ,增至M PA:时,如无自动调节作用,转速将由、:降至,:,但是如有自动调节作用,离合器的励磁电流将由I,。增至I+6,从而使转速又上升至”:,达到了稳定转速的目的。
具有速度负反馈的i L!磁转差离合器调速系统,其调速范围大大提高,可达10:1或20=1左右。
由于异步电动机可以看作是以恒速运转的(实际负载时略有降低),因此在研究动态特性时,我们仅须推导出电磁离合器的传递函数就可以了。
由于电磁转差离合器的机械特性是非线性的(图10-4 ) ,因此应采用微小变化的线性化方法来分析。
设转差离合器励磁线圈电阻为R,,电感为L,,其原理图和机械特性曲线分别如图10-6和10-7所示。
现在假定当励磁电流为‘.时对应的转矩为Ma,负载时以转速。稳定运转(图10-7中点1)。当励磁电流突然增加di:时与转速、。对应的转矩仅增加了增蟹d,由此增加的转矩使负载产生加速度,亦即使从4J轴或负载转速增加。根据前述转差离合器工作原理可知,磁极与电枢之间的转差将变小,从而使输出转矩减小,最后在转速仅增加刁、的一点上(点2)稳定运行。