Електрическо задвижване, използващо различни видове електромагнитни съединители

За инсталации, изискващи регулиране на скоростта на въртене с помощта на най -простите машини и устройства, могат да се използват електрически задвижвания с електромагнитни съединители от различни видове.

Най -разпространени са електромагнитни съединители за приплъзване, с помощта на които е относително лесно да се защитят елементите на работеща машина от повреди с рязко увеличаване на натоварванията, да се регулира скоростта на въртене, да се получат специални характеристики и да се подобрят стартовите свойства на електрическо задвижване при използване на двигатели с малък стартов въртящ момент (асинхронни двигатели с ротор на катерица и синхронни двигатели).

Електромагнитният плъзгащ съединител е електрическа машина, състояща се от две части, индуктор и котва, които са концентрично разположени и разделени от въздушна междина. Частта от съединителя, здраво свързана с вала на електродвигателя, е задвижващата част, а втората част, свързана с задвижващия вал на работната машина, е задвижваната.

На индуктора има полюси с възбуждаща намотка, която получава захранване от източник на постоянен ток чрез плъзгащи пръстени. Арматурата е магнитна верига, изработена от листова електрическа стомана, с намотка с късо съединение под формата на клетка за катерица.

Принципът на действие на съединителя е същият принципът на работа на многофазен асинхронен двигател… Но в асинхронен двигател се създава въртящо се магнитно поле с помощта на многофазна намотка, захранвана от източник на променлив ток със съответно фазово изместване, а в плъзгащия съединител полюсите се въртят с постоянен магнитен поток спрямо късо съединението .

В тази намотка, под действието на магнитен поток, emf променлив ток, амплитуда и честота което зависи от разликата между скоростите на задвижваната и задвижващата част на съединителя, се появява ток и възниква въртящ момент.

Чрез промяна на тока в намотката на полето е възможно да се получат различни механични характеристики, представляващи зависимостта на предавания въртящ момент от приплъзването на съединителя, които са подобни на механичните характеристики на многофазен асинхронен двигател при регулиране на подаваното към него напрежение .

Най -простият дизайн има електромагнитен съединител с арматура от масивна стоманена сърцевина. Генерира се въртящият момент на този съединител вихрови токове, индуцирани в сърцевината.

Този дизайн на съединителя значително повишава неговата надеждност, тъй като масивна сърцевина, загрята от вихрови потоци, протичащи в нея, има директен контакт с външната среда и топлината се отстранява по -добре от съединителя.

Обикновено индукторът е вътрешната част на съединителя, снабден с изпъкнали стълбове с полева намотка, подавана през плъзгащите пръстени с постоянен ток.

Механичните характеристики на електромагнитен съединител с масивна магнитна верига, поради значителното му съпротивление, имат формата на характеристиките на реостата на асинхронен двигател.

Ако е необходимо моментът на съединителя да остане приблизително постоянен, независимо от размера на приплъзване, тогава полюсите на индуктора са направени със специална форма-с формата на клюн или нокът.

За възбуждане на съединителя се консумира относително малка мощност, която не е пропорционална на мощността, предавана от съединителя и варира от 0,1 до 2,0%. По -малките числа се отнасят до съединители с висока мощност, а по -големите към съединители с ниска мощност. Така че, в съединител, който предава мощност от 450 kW, загубите при възбуждане са 600 W, а в съединител за мощност от 5 kW — около 100 W.

Електромагнитна система на съединителя осигурява необходимия диапазон за управление на скоростта, обикновено чрез промяна на тока в намотката на индуктора. Но ефективността на задвижването в този случай ще бъде по -малка, отколкото при регулирането на реостата. Това е така, защото общата ефективност на задвижването е равна на произведението от ефективността на самия съединител и ефективността на двигателя.

Загубите в съединителя се определят главно от загубите от приплъзване, генерирани в котвата на съединителя. При мощните съединители е необходимо да има специално устройство за отстраняване на значително количество топлина.

Електромагнитните съединители предлагат ценни свойства, съчетани с надеждна работа асинхронен двигател с катеричка.

Двигателят с клетка с катерица има относително нисък стартов въртящ момент, значителен стартов ток и достатъчно висок критичен въртящ момент. Следователно, с помощта на електромагнитен съединител, двигателят може да се стартира при липса на ток във възбуждащата намотка на съединителя, т.е. когато въртящият момент, предаван от съединителя, е нулев. В този случай двигателят бързо ускорява без товар и нагряването му е незначително.

След преминаването на двигателя към работната част на характеристиката, към възбуждащата намотка на съединителя се подава ток, който предизвиква появата на електромагнитен момент в него. Задвижваната част на съединителя ще остане неподвижна, докато моментът, предаден от съединителя, надвиши статичния момент на натоварване.

В същото време задвижващата част на съединителя ще натовари двигателя с въртящ момент със същата величина, както този, приложен към задвижваната част на съединителя. В този случай двигателят може да развие въртящ момент, близък до критичния и значително надвишаващ началния му момент, а токът на двигателя ще бъде по -малък, отколкото при стартиране.

Следователно използването на електромагнитен съединител се подобрява пускови свойства на електродвигателяАз съм. По подобен начин могат да се подобрят началните свойства на синхронен двигател, при който те са много по -лоши от тези на асинхронния двигател с катеричка.

Една от разновидностите на електромагнитните съединители са съединители, пълни с магнитни прахове… Основната разлика между праховия съединител и плъзгащите съединители, описани по -горе, е, че железният прах (обикновено смесен с масло) се поставя между две въртящи се части на съединителя, затворени в запечатан корпус.

Ако намотката на полето не се захранва с ток, тогава железният прах е в безпорядково състояние. Когато към възбуждащата намотка се подаде ток, тогава под действието на неговото магнитно поле прахът ще бъде разположен по магнитните силови линии, образувайки своеобразни вериги, които затварят въздушната междина и осигуряват прехвърлянето на сила от водещата част от съединителя към задвижвания.Колкото по -голям е токът на възбуждане, толкова по -голям въртящ момент може да предаде съединителят.

Електромагнитният прахов съединител осигурява не само стартиране, но и регулиране на скоростта, а също така може да се използва като предпазен съединител, който ограничава максималния въртящ момент, предаван на вала на работната машина.

Поради високата магнитна пропускливост на железния прах в сравнение с въздуха, свързването изисква значително по -малка мощност за възбуждане, отколкото индукционната връзка.

Според метода на подаване на ток към намотките на полето се разграничават контактни и безконтактни прахови съединители. В контактните съединители намотката за възбуждане е разположена върху въртящата се част, а бобината се захранва през плъзгащите пръстени.

Възбуждащата намотка на безконтактните съединители е поставена върху неподвижната част на магнитната верига, отделена от въртящите се елементи с малка въздушна междина.

В някои случаи както праховите, така и индукционните електромагнитни съединители са вградени в органите на работната машина, подобно на електромотори по поръчка, или се комбинират в общ дизайн с техния задвижващ двигател. С това решение размерите и теглото на задвижването са значително намалени.

В някои случаи вместо електромагнитни съединители се използват хидравлични съединители или преобразуватели на въртящия момент. Тогава задвижването се нарича хидравлично.

Напоследък при модернизиране на електрическото оборудване на металорежещи машини, машини и други различни производствени механизми се заменя електрическо задвижване с индукционни и прахови съединители на честотно управлявано електрическо задвижване използване на асинхронни двигатели с катеричка, задвижвани от чрез честотни преобразуватели.