Cuplaje electromagnetice
În principiu, ambreiajul electromagnetic seamănă cu un motor asincron, în același timp diferă de acesta prin faptul că fluxul magnetic din el va fi creat nu de un sistem trifazat, ci de polii rotativi excitați de curent continuu.
Ambreiajele electromagnetice sunt utilizate pentru închiderea și deschiderea circuitelor cinematice fără oprirea rotației, de exemplu în cutii de viteze și cutii de viteze, precum și pentru pornirea, marșarierul și frânarea acționărilor mașinilor-unelte. Utilizarea ambreiajelor vă permite să separați pornirea motoarelor și a mecanismelor, să reduceți timpul de pornire a curentului, să eliminați șocurile atât la motoarele electrice, cât și la transmisiile mecanice, să asigurați o accelerare lină, să eliminați suprasarcinile, alunecarea etc. O reducere bruscă a pierderilor la pornire la motoare înlătură limita numărului permis de porniri, care este foarte importantă în funcționarea ciclică a motorului.
Ambreiajul electromagnetic este un regulator individual de viteză și este o mașină electrică folosită pentru a transmite cuplul de la arborele de antrenare la arborele antrenat folosind un câmp electromagnetic și este format din două părți principale rotative: o armătură (în cele mai multe cazuri, acesta este un corp masiv) și inductor bobinat de câmp... Armătura și inductorul nu sunt conectate mecanic rigid între ele. De obicei, armătura este conectată la motorul de antrenare, iar inductorul este conectat la mașina de rulare.
Când motorul de antrenare al arborelui de antrenare al ambreiajului se rotește, în absența curentului în bobina de excitare, inductorul și, odată cu acesta, arborele antrenat rămân staționari. Când se aplică curent continuu bobinei de excitație, în circuitul magnetic al cuplajului are loc un flux magnetic (inductor - întrefier - armătură). Când armătura se rotește în raport cu inductorul, în primul este indus un EMF și apare un curent, a cărui interacțiune cu câmpul magnetic al spațiului de aer provoacă apariția unui cuplu electromagnetic.
Cuplajele cu inducție electromagnetică pot fi clasificate după următoarele criterii:
-
bazat pe principiul cuplului (asincron și sincron);
-
prin natura distribuției inducției magnetice în întrefier;
-
prin construcția armăturii (cu armătură masivă și cu armătură cu înfășurare tip cușcă de veveriță);
-
prin metoda de alimentare a bobinei de excitație; pe cale de răcire.
Conectorii blindați și inductori sunt cei mai utilizați datorită simplității designului lor.Astfel de cuplaje constau în principal dintr-un inductor cu bobinaj din câmp montat pe un arbore cu inele colectoare conductoare și o armătură feromagnetică solidă cilindrică netedă conectată la celălalt arbore al cuplajului.
Dispozitiv, principiul de funcționare și caracteristicile cuplajelor electromagnetice.
Ambreiajele electromagnetice utilizate pentru controlul automat sunt împărțite în ambreiaje uscate și vâscoase și ambreiaje glisante.
Un ambreiaj cu frecare uscată transmite puterea de la un arbore la altul prin discurile de frecare 3. Discurile au capacitatea de a se deplasa de-a lungul canelurilor axei arborelui și semicuplajului antrenat. Când se aplică curent la bobina 1, armătura 2 comprimă discurile între care există o forță de frecare. Caracteristicile mecanice relative ale ambreiajului sunt prezentate în Fig. 1, b.
Ambreiajele vâscoase cu frecare au un joc constant δ între semi-ambreiajele master 1 și slave 2. În gol, cu ajutorul bobinei 3, se creează un câmp magnetic, care acționează asupra umpluturii (fier de ferită cu talc sau grafit) și formează lanțuri elementare de magneți.În acest caz, umplutura pare să prindă cele conduse și antrenate. semicuplaje. Când curentul este oprit, câmpul magnetic dispare, circuitele sunt întrerupte și semiconectorii alunecă unul față de celălalt. Caracteristicile mecanice relative ale ambreiajului sunt prezentate în Fig. 1, e. Aceste ambreiaje electromagnetice permit controlul lin al vitezei de rotație la sarcini mari pe arborele de ieșire.
Cuplaje electromagnetice: a — diagrama cuplajului cu frecare uscată, b — caracteristica mecanică a cuplajului cu frecare, c — diagrama cuplajului cu frecare vâscoasă, d — diagrama cuplarii umpluturii de ferită, e — caracteristica mecanică a cuplajului cu frecare vâscoasă, e — diagrama a unui ambreiaj de alunecare, g — ambreiaj mecanic de alunecare.
Un ambreiaj de alunecare este format din două semicuple sub formă de dinți (vezi Fig. 1, e) și o bobină. Când se aplică curent bobinei, se formează un câmp magnetic închis. Când se rotesc, conectorii alunecă unul față de celălalt, în urma căruia se formează un flux magnetic alternant, acesta este motivul apariției EMF. etc. v. si curenti. Interacțiunea fluxurilor magnetice generate antrenează semi-legătura condusă în rotație.
Caracteristica jumătății de frecare a ambreiajului este prezentată în fig. 1, g. Scopul principal al unor astfel de ambreiaje este de a crea cele mai favorabile condiții de pornire, precum și de a netezi sarcinile dinamice în timpul funcționării motorului.
Ambreiajele electromagnetice de alunecare prezintă o serie de dezavantaje: randament scăzut la turații mici, cuplu transmis scăzut, fiabilitate scăzută în cazul schimbărilor bruște de sarcină și inerție semnificativă.
Figura de mai jos prezintă o diagramă schematică a controlului ambreiajului de alunecare în prezența feedback-ului de viteză folosind un tahogenerator conectat la arborele de ieșire al acționării electrice. Semnalul de la tahogenerator este comparat cu semnalul de referință și diferența acestor semnale este alimentată la amplificatorul Y, de la ieșirea căruia este alimentată bobina de excitație a cuplajului OF.
NSchema de control de bază, ambreiaje glisante și caracteristici mecanice artificiale cu reglare automată
Aceste caracteristici sunt situate între curbele 5 și 6, care corespund practic valorilor minime și nominale ale curenților de excitație de cuplare. Creșterea intervalului de control al vitezei de antrenare este asociată cu pierderi semnificative în ambreiajul de alunecare, care constau în principal în pierderi în armătură și în înfășurarea câmpului. În plus, pierderile de armătură, în special odată cu creșterea alunecării, prevalează semnificativ asupra altor pierderi și se ridică la 96 — 97% din puterea maximă transmisă de cuplaj. La un moment de sarcină constant, viteza de rotație a arborelui de antrenare a ambreiajului este constantă, adică n = const, ω = const.
Am cuplaje electromagnetice cu pulbere, conexiunea dintre piesele de antrenare și cele conduse se realizează prin creșterea vâscozității amestecurilor umplând golul dintre suprafețele de cuplare ale cuplajelor cu o creștere a fluxului magnetic în acest gol. Componenta principală a unor astfel de amestecuri sunt pulberile feromagnetice, de exemplu, fierul carbonil. Pentru a elimina distrugerea mecanică a particulelor de fier din cauza forțelor de frecare sau a aderenței acestora, se adaugă umpluturi speciale - lichide (fluide sintetice, ulei industrial sau vrac (oxizi de zinc sau magneziu, pulbere de cuarț). Astfel de conectori au o viteză mare de reacție, dar fiabilitatea lor operațională este insuficientă pentru aplicarea largă în inginerie mecanică.
Să ne uităm la una dintre schemele pentru reglarea fără probleme a vitezei de rotație de la unitatea ID, care funcționează prin ambreiajul glisant M la unitatea MI.
Schema de includere a ambreiajului de alunecare pentru reglarea vitezei de rotație a unității
Când sarcina pe arborele de antrenare se modifică, se va modifica și tensiunea de ieșire a tahogeneratorului TG, drept urmare diferența dintre fluxurile magnetice F1 și F2 ale amplificatorului mașinii electrice va crește sau scade, modificând astfel tensiunea la ieșire. a UEM și mărimea curentului din bobina ambreiajului.
Cuplaje electromagnetice ETM
Ambreiajele electromagnetice din seria ETM cu discuri conductoare magnetic sunt de contact (ETM2), fără contact (ETM4) și frână (ETM6). Cuplajele cu un fir de curent pe un contact se disting prin fiabilitatea scăzută datorită prezenței unui contact de alunecare, prin urmare, în cele mai bune acționări se folosesc cuplaje electromagnetice cu un fir fix. Au goluri suplimentare de aer.
Cuplajele fără contact se disting prin prezența unui circuit magnetic compozit format dintr-un corp de bobină și un scaun, care sunt separate prin așa-numitele jocuri de balast. Scaunul bobinei este fixat în timp ce elementele firului de curent de contact sunt deconectate. Datorită jocului, transferul de căldură de la discurile de frecare la bobină este redus, ceea ce crește fiabilitatea ambreiajului în condiții severe.
Se recomandă utilizarea cuplajelor ETM4 ca ghidaje, dacă condițiile de instalare permit, și cuplajelor ETM6 ca cuplaje de frână.
Ambreiajele ETM4 funcționează fiabil la viteză mare și porniri frecvente. Aceste ambreiaje sunt mai puțin sensibile la contaminarea cu ulei decât ETM2, prezența particulelor solide în ulei poate provoca uzura abrazivă a periilor, prin urmare, ambreiajele ETM2 pot fi folosite dacă nu există anumite restricții și instalarea ambreiajelor ETM4 este dificilă în funcție de instalare. conditii de proiectare.
Cuplajele cu design ETM6 trebuie utilizate ca cuplaje de frână. Conectorii ETM2 și ETM4 nu trebuie utilizați pentru frânare conform schemei „inversate”, adică cu ambreiaj rotativ și curea fixă. Pentru a selecta cuplajele, este necesar să se evalueze: cuplul static (transmis), cuplul dinamic, timpul tranzitoriu în motor, pierderile medii, energia unitară și cuplul rezidual în repaus.