Elektromagnetické spojky
Elektromagnetická spojka v princípe pripomína asynchrónny motor, zároveň sa od neho líši tým, že magnetický tok v nej nebude vytvárať trojfázová sústava, ale rotujúce póly budené jednosmerným prúdom.
Elektromagnetické spojky sa používajú na uzatváranie a otváranie kinematických obvodov bez zastavenia otáčania, napríklad v prevodovkách a prevodovkách, ako aj na spúšťanie, spätný chod a brzdenie pohonov obrábacích strojov. Použitie spojok umožňuje oddeliť štart motorov a mechanizmov, skrátiť čas rozbehu prúdu, eliminovať rázy v elektromotoroch aj mechanických prevodovkách, zabezpečiť plynulú akceleráciu, eliminovať preťaženie, preklzávanie atď. Prudké zníženie štartovacích strát v motoroch odstraňuje limit na povolený počet štartov, ktorý je veľmi dôležitý pri cyklickej prevádzke motora.
Elektromagnetická spojka je individuálny regulátor otáčok a je to elektrický stroj používaný na prenos krútiaceho momentu z hnacieho hriadeľa na hnaný hriadeľ pomocou elektromagnetického poľa a pozostáva z dvoch hlavných rotujúcich častí: kotvy (vo väčšine prípadov ide o masívne telo) a vinutá tlmivka ... Kotva a tlmivka nie sú navzájom mechanicky pevne spojené. Zvyčajne je kotva pripojená k hnaciemu motoru a induktor je pripojený k bežiacemu stroju.
Keď sa hnací motor hnacieho hriadeľa spojky otáča, pri absencii prúdu v budiacej cievke zostáva induktor a s ním aj hnaný hriadeľ nehybný. Pri privedení jednosmerného prúdu na budiacu cievku vzniká v magnetickom obvode spojky (induktor - vzduchová medzera - kotva) magnetický tok. Keď sa kotva otáča vzhľadom na induktor, v prvom sa indukuje EMF a vzniká prúd, ktorého interakcia s magnetickým poľom vzduchovej medzery spôsobuje vznik elektromagnetického krútiaceho momentu.
Elektromagnetické indukčné spojky možno klasifikovať podľa nasledujúcich kritérií:
-
založené na princípe krútiaceho momentu (asynchrónne a synchrónne);
-
charakterom distribúcie magnetickej indukcie vo vzduchovej medzere;
-
konštrukciou armatúry (s masívnou armatúrou a s armatúrou s vinutím typu veverička);
-
spôsobom napájania budiacej cievky; spôsobom chladenia.
Pancierové a indukčné konektory sú najpoužívanejšie kvôli jednoduchosti ich konštrukcie.Takéto spojky sa skladajú hlavne z ozubeného induktora vinutého v poli namontovaného na jednom hriadeli s vodivými zberacími krúžkami a hladkej valcovej pevnej feromagnetickej kotvy spojenej s druhým hriadeľom spojky.
Zariadenie, princíp činnosti a vlastnosti elektromagnetických spojok.
Elektromagnetické spojky používané na automatické ovládanie sa delia na suché a viskózne spojky a klzné spojky.
Suchá trecia spojka prenáša výkon z jedného hriadeľa na druhý cez trecie kotúče 3. Kotúče majú schopnosť pohybovať sa pozdĺž drážok osi hriadeľa a hnanej polovičnej spojky. Keď sa na cievku 1 aplikuje prúd, kotva 2 stlačí kotúče, medzi ktorými pôsobí trecia sila. Relatívne mechanické charakteristiky spojky sú znázornené na obr. 1, b.
Viskózne trecie spojky majú konštantnú vôľu δ medzi hlavnou 1 a podradenou 2 polovičnou spojkou. V medzere sa pomocou cievky 3 vytvorí magnetické pole, ktoré pôsobí na výplň (feritové železo s mastencom alebo grafitom) a vytvára elementárne reťazce magnetov, v tomto prípade výplň akoby zachytávala poháňaný a poháňaný polovičné spojky. Po vypnutí prúdu magnetické pole zmizne, obvody sa prerušia a polokonektory sa navzájom posúvajú. Relatívne mechanické charakteristiky spojky sú znázornené na obr. 1, e. Tieto elektromagnetické spojky umožňujú plynulé riadenie rýchlosti otáčania pri vysokom zaťažení výstupného hriadeľa.
Elektromagnetické spojky: a — schéma suchej trecej spojky, b — mechanická charakteristika trecej spojky, c — schéma viskóznej trecej spojky, d— schéma zapojenia feritovej výplne, e — mechanická charakteristika viskóznej trecej spojky, e — schéma klznej spojky, g — mechanická klzná spojka.
Posuvná spojka pozostáva z dvoch polospojok vo forme zubov (pozri obr. 1, e) a cievky. Keď sa na cievku aplikuje prúd, vytvorí sa uzavreté magnetické pole. Pri otáčaní sa konektory navzájom posúvajú, v dôsledku čoho sa vytvára striedavý magnetický tok, čo je dôvodom výskytu EMF. atď. v. a prúdy. Interakcia generovaných magnetických tokov poháňa poháňaný polovičný článok v rotácii.
Charakteristika trecej polovice spojky je znázornená na obr. 1, g. Hlavným účelom takýchto spojok je vytvoriť najpriaznivejšie štartovacie podmienky, ako aj vyhladzovať dynamické zaťaženie počas prevádzky motora.
Elektromagnetické klzné spojky majú množstvo nevýhod: nízka účinnosť pri nízkych otáčkach, nízky prenášaný krútiaci moment, nízka spoľahlivosť pri náhlych zmenách zaťaženia a výrazná zotrvačnosť.
Na obrázku nižšie je schematický diagram ovládania klznej spojky v prítomnosti spätnej väzby otáčok pomocou tachogenerátora pripojeného k výstupnému hriadeľu elektrického pohonu. Signál z tachogenerátora sa porovnáva s referenčným signálom a rozdiel týchto signálov sa privádza do zosilňovača Y, z ktorého výstupu je napájaná budiaca cievka spojky OF.
NZákladná schéma ovládania klzné spojky a umelé mechanické charakteristiky s automatickým nastavením
Tieto charakteristiky sa nachádzajú medzi krivkami 5 a 6, ktoré prakticky zodpovedajú minimálnym a nominálnym hodnotám väzobných budiacich prúdov. Zväčšenie rozsahu regulácie otáčok pohonu je spojené so značnými stratami v klznej spojke, ktoré pozostávajú najmä zo strát v kotve a v budiacom vinutí. Okrem toho straty na kotve, najmä s rastúcim sklzom, výrazne prevažujú nad inými stratami a predstavujú 96 — 97 % maximálneho výkonu prenášaného spojkou. Pri konštantnom momente zaťaženia je rýchlosť otáčania hnacieho hriadeľa spojky konštantná, t.j. n = konšt., ω = konšt.
Mám elektromagnetické práškové spojky, spojenie medzi hnacou a hnanou časťou sa uskutočňuje zvýšením viskozity zmesí vyplňujúcich medzeru medzi spojovacími plochami spojok so zvýšením magnetického toku v tejto medzere. Hlavnou zložkou takýchto zmesí sú feromagnetické prášky, napríklad karbonylové železo. Aby sa eliminovala mechanická deštrukcia častíc železa v dôsledku trecích síl alebo ich priľnavosti, pridávajú sa špeciálne plnivá - tekuté (syntetické kvapaliny, priemyselný olej alebo sypké materiály (oxidy zinku alebo horčíka, kremenný prášok). Takéto konektory majú vysokú reakčnú rýchlosť, ale ich prevádzková spoľahlivosť je nedostatočná pre široké uplatnenie v strojárstve.
Pozrime sa na jednu zo schém pre plynulé nastavenie rýchlosti otáčania z ID pohonu, ktorý funguje cez posuvnú spojku M až po MI pohon.
Schéma zahrnutia klznej spojky na nastavenie rýchlosti otáčania pohonu
Pri zmene zaťaženia hnacieho hriadeľa sa zmení aj výstupné napätie tachogenerátora TG, v dôsledku čoho sa zvýši alebo zníži rozdiel medzi magnetickými tokmi F1 a F2 zosilňovača elektrického stroja, čím sa zmení napätie na výstupe. EMU a veľkosť prúdu v cievke spojky.
Elektromagnetické spojky ETM
Elektromagnetické spojky radu ETM s magneticky vodivými kotúčmi sú v kontaktnom (ETM2), bezkontaktnom (ETM4) a brzdovom (ETM6) prevedení. Spojky s prúdovým vodičom na kontakte sa vyznačujú nízkou spoľahlivosťou v dôsledku prítomnosti klzného kontaktu, preto sa v najlepších pohonoch používajú elektromagnetické spojky s pevným vodičom. Majú dodatočné vzduchové medzery.
Bezkontaktné spojky sa vyznačujú prítomnosťou kompozitného magnetického obvodu tvoreného telom cievky a sedlom, ktoré sú oddelené takzvanými predradníkovými vôľami. Sedlo cievky je upevnené, zatiaľ čo prvky trolejového drôtu sú odpojené. Vďaka vôli je znížený prenos tepla z trecích kotúčov do cievky, čo zvyšuje spoľahlivosť spojky v náročných podmienkach.
Odporúča sa použiť spojky ETM4 ako vodidlá, ak to dovoľujú podmienky inštalácie, a spojky ETM6 ako brzdové spojky.
Spojky ETM4 fungujú spoľahlivo pri vysokej rýchlosti a častých štartoch. Tieto spojky sú menej citlivé na znečistenie oleja ako ETM2, prítomnosť pevných častíc v oleji môže spôsobiť abrazívne opotrebovanie kief, preto je možné použiť spojky ETM2, ak neexistujú určité obmedzenia a montáž spojok ETM4 je náročná podľa inštalácie konštrukčné podmienky.
Ako brzdové spojky sa majú použiť spojky s dizajnom ETM6. Konektory ETM2 a ETM4 sa nesmú používať na brzdenie podľa "obrátenej" schémy, t.j. s otočnou spojkou a pevným popruhom. Pre výber spojok je potrebné vyhodnotiť: statický (prenesený) krútiaci moment, dynamický krútiaci moment, prechodový čas v pohone, priemerné straty, jednotkovú energiu a zvyškový krútiaci moment v pokoji.