Elektrický pohon využívajúci rôzne typy elektromagnetických spojok

Pre inštalácie vyžadujúce reguláciu rýchlosti otáčania pomocou najjednoduchších strojov a zariadení možno použiť elektrické pohony s elektromagnetickými spojkami rôznych typov.

Sú najbežnejšie elektromagnetické klzné spojky, pomocou ktorého je relatívne ľahké chrániť prvky pracovného stroja pred poškodením s prudkým nárastom zaťaženia, nastaviť rýchlosť otáčania, získať špeciálne vlastnosti a zlepšiť štartovacie vlastnosti elektrického pohonu pri použití motorov s malým rozbehový moment (asynchrónne motory s rotorom nakrátko).

Elektromagnetická klzná spojka je elektrický stroj pozostávajúci z dvoch častí, tlmivky a kotvy, ktoré sú koncentricky usporiadané a oddelené vzduchovou medzerou.Časť spojky pevne spojená s hriadeľom elektromotora je hnacia časť a druhá časť spojená s hnacím hriadeľom pracovného stroja je hnaná časť.

Induktor má póly s budiacou cievkou, ktorá prijíma energiu z jednosmerného zdroja cez zberacie krúžky. Kotva je magnetický obvod vyrobený z elektrooceľového plechu so skratovým vinutím vo forme klietky veveričky.

Princíp činnosti spojky je rovnaký princíp činnosti viacfázového asynchrónneho motora... Ale v indukčnom motore sa rotačné magnetické pole vytvára pomocou viacfázového vinutia napájaného zdrojom striedavého prúdu s príslušným fázovým posunom a v klznej spojke sa póly otáčajú konštantným magnetickým tokom vzhľadom na skrat.

V tejto cievke, pôsobením magnetického toku, emf striedavý prúd, amplitúda a frekvencia ktorý závisí od rozdielu otáčok hnanej a hnanej časti spojky, vzniká prúd a vzniká krútiaci moment.

Zmenou prúdu v budiacom vinutí je možné získať rôzne mechanické charakteristiky, predstavujúce závislosť prenášaného krútiaceho momentu na sklze spojky, ktoré sú podobné mechanickým charakteristikám viacfázového asynchrónneho motora pri úprave napätia, ktoré je do neho dodávané.

Najjednoduchšia konštrukcia má elektromagnetickú spojku s pevnou oceľovou kotvou jadra. Vzniká krútiaci moment tejto spojky vírivé prúdy indukované v jadre.

Táto konštrukcia konektora výrazne zvyšuje jeho spoľahlivosť, keďže masívne jadro, ktoré v ňom prúdi vírivými prúdmi, má priamy kontakt s vonkajším prostredím a teplo sa z konektora lepšie odvádza.

Typicky je induktor vnútorná časť konektora vybavená vyčnievajúcimi kolíkmi s budiacim vinutím napájaným cez zberné krúžky jednosmerným prúdom.

Mechanické charakteristiky elektromagnetickej spojky s masívnym magnetickým obvodom majú vďaka jej značnému odporu podobu reostatickej charakteristiky indukčného motora.

Ak je potrebné, aby krútiaci moment spojky zostal približne konštantný, bez ohľadu na veľkosť sklzu, potom sú póly induktora vyrobené zo špeciálneho tvaru - vo forme zobáku alebo pazúry.

Na budenie spojky sa spotrebuje relatívne malé množstvo výkonu, ktoré nie je úmerné výkonu prenášanému spojkou a pohybuje sa od 0,1 do 2,0 %. Menšie čísla sa vzťahujú na konektory s vysokým výkonom a väčšie čísla na konektory s nízkym výkonom. Takže v spojke, ktorá prenáša výkon 450 kW, sú budiace straty 600 W a v spojke pre výkon 5 kW - asi 100 W.

Systém elektromagnetickej spojky poskytuje potrebný rozsah riadenia rýchlosti, zvyčajne zmenou prúdu v cievke induktora. Ale účinnosť pohonu v tomto prípade bude menšia ako pri nastavovaní reostatu. Celková účinnosť pohonu sa totiž rovná súčinu účinnosti samotnej spojky a účinnosti motora.

Straty spojky sú určené hlavne stratami sklzu generovanými v kotve spojky. V prípade výkonných spojok je potrebné mať špeciálne zariadenie na odvádzanie značného množstva tepla.

Elektromagnetické spojky ponúkajú cenné vlastnosti spojené so spoľahlivou prevádzkou asynchrónny motor s klietkou nakrátko.

Motor s klietkou nakrátko má relatívne nízky rozbehový moment, významný rozbehový prúd a dostatočne vysoký kritický moment. Preto je možné pomocou elektromagnetickej spojky naštartovať motor pri absencii prúdu v budiacej cievke spojky, t.j. keď je krútiaci moment prenášaný spojkou nulový. V tomto prípade motor rýchlo akceleruje bez zaťaženia a jeho zahrievanie je zanedbateľné.

Potom, čo sa motor presunie do pracovnej časti charakteristiky, do budiacej cievky spojky sa privedie prúd, ktorý v nej spôsobí vznik elektromagnetického momentu. Hnaná časť spojky zostane nehybná, kým moment prenášaný spojkou neprekročí moment statického zaťaženia.

Súčasne bude hnacia časť spojky zaťažovať motor krútiacim momentom rovnakej veľkosti, aký pôsobí na hnanú časť spojky. V tomto prípade môže motor vyvinúť krútiaci moment blízky kritickému a výrazne prekračujúcemu jeho počiatočný krútiaci moment a prúd motora bude menší ako pri štarte.

Preto sa zlepšuje použitie elektromagnetickej spojky štartovacie vlastnosti elektromotoraSom.Podobne sa dajú zlepšiť štartovacie vlastnosti synchrónneho motora, ktoré sú oveľa horšie ako u indukčného motora s klietkou nakrátko.

Jednou z odrôd elektromagnetických spojok sú konektory naplnené magnetickými práškami… Hlavný rozdiel medzi práškovou spojkou a klznými spojkami opísanými vyššie je v tom, že železný prášok (zvyčajne zmiešaný s olejom) je umiestnený medzi dve rotujúce časti spojky uzavreté v utesnenom kryte.

Ak cievka poľa nie je pod napätím, potom je železný prášok v neusporiadanom stave. Keď je do budiacej cievky privádzaný prúd, potom pod pôsobením jej magnetického poľa bude prach umiestnený pozdĺž magnetických siločiar, čím sa vytvorí druh obvodov, ktoré uzavrú vzduchovú medzeru a zaistia prenos energie z vedenia. časti spojky na pohony Čím väčší je budiaci prúd, tým väčší krútiaci moment dokáže spojka preniesť.

Elektromagnetická prášková spojka zabezpečuje nielen štartovanie, ale aj reguláciu otáčok a možno ju použiť aj ako bezpečnostnú spojku, ktorá obmedzuje maximálny krútiaci moment prenášaný na hriadeľ pracovného stroja.

Vzhľadom na vysokú magnetickú permeabilitu železného prachu v porovnaní so vzduchom vyžaduje spojka podstatne menší budiaci výkon ako indukčná spojka.

Podľa spôsobu dodávania prúdu do vinutia poľa sa rozlišujú kontaktné a bezkontaktné prachové konektory. V kontaktných konektoroch je budiaca cievka umiestnená na rotujúcej časti a cievka je napájaná cez zberacie krúžky.

Budiaca cievka bezkontaktných konektorov je umiestnená na stacionárnej časti magnetického obvodu, oddelená od rotujúcich prvkov malou vzduchovou medzerou.

V niektorých prípadoch sú práškové aj indukčné elektromagnetické spojky zabudované do tiel pracovného stroja, podobne ako pri elektromotoroch na mieru, alebo kombinované v spoločnej konštrukcii s ich hnacím motorom. Týmto riešením sa výrazne znižujú rozmery a hmotnosť pohonu.

V niektorých prípadoch sa namiesto elektromagnetických spojok používajú hydraulické spojky alebo meniče krútiaceho momentu. Potom sa pohon nazýva hydraulický.

V poslednej dobe sa pri modernizácii elektrických zariadení kovoobrábacích strojov, strojov a iných rôznych výrobných mechanizmov nahrádza elektrický pohon indukčnými a práškovými spojkami. frekvenčne riadeného elektrického pohonu pomocou indukčných motorov s klietkou nakrátko poháňaných prostredníctvom frekvenčných meničov.