Elektrisk drivning med olika typer av elektromagnetiska kopplingar

För installationer som kräver varvtalsreglering med de enklaste maskiner och anordningar kan elektriska drivningar med elektromagnetiska kopplingar av olika slag användas.

De är de vanligaste elektromagnetiska slirkopplingar, med hjälp av vilken det är relativt lätt att skydda elementen i en arbetsmaskin från skador med en kraftig ökning av belastningen, justera rotationshastigheten, erhålla speciella egenskaper och förbättra startegenskaperna för en elektrisk drivning vid användning av motorer med en liten startmoment (ekorrotorinduktionsmotorer och synkronmotorer).

En elektromagnetisk slirkoppling är en elektrisk maskin som består av två delar, en induktor och ett ankare, som är koncentriskt anordnade och åtskilda av ett luftgap.Den del av kopplingen som är fast ansluten till elmotorns axel är drivdelen, och den andra delen som är ansluten till drivaxeln på arbetsmaskinen är den drivna delen.

En induktor har poler med en spännande spole som får ström från en DC-källa genom släpringar. Armaturen är en magnetisk krets av elektrisk stålplåt, med en kortslutningslindning i form av en ekorrbur.

Funktionsprincipen för kopplingen är densamma principen för driften av en flerfasig asynkronmotor… Men i en induktionsmotor skapas ett roterande magnetfält med hjälp av en flerfaslindning som tillförs av en växelströmskälla med motsvarande fasförskjutning, och i en slirkoppling roterar polerna med ett konstant magnetiskt flöde i förhållande till kortslutningen.

I denna spole, under inverkan av ett magnetiskt flöde, emk växelström, amplitud och frekvens vilket beror på skillnaden mellan varvtalet för de drivna och drivna delarna av kopplingen, en ström uppstår och ett vridmoment uppstår.

Genom att ändra strömmen i fältlindningen är det möjligt att erhålla olika mekaniska egenskaper, som representerar beroendet av det överförda vridmomentet på kopplingsslirningen, som liknar de mekaniska egenskaperna hos en flerfasig asynkronmotor vid justering av spänningen som tillförs den.

Den enklaste designen har en elektromagnetisk koppling med en solid stålkärnankare. Vridmomentet för denna koppling genereras virvelströmmar inducerade i kärnan.

Denna design av kontakten ökar avsevärt dess tillförlitlighet, eftersom en massiv kärna, uppvärmd av virvelströmmar som flyter i den, har direkt kontakt med den yttre miljön, och värmen avlägsnas bättre från kontakten.

Vanligtvis är induktorn den inre delen av kontaktdonet försedd med utskjutande stolpar med en fältlindning som matas genom släpringarna med likström.

De mekaniska egenskaperna hos en elektromagnetisk koppling med en massiv magnetisk krets, på grund av dess betydande motstånd, har formen av reostategenskaperna hos en induktionsmotor.

Om det är nödvändigt att kopplingens vridmoment förblir ungefär konstant, oavsett mängden glidning, är induktorns poler gjorda av en speciell form - i form av en näbb eller en klo.

En relativt liten mängd ström förbrukas för att excitera kopplingen, vilket inte är proportionellt mot kraften som överförs av kopplingen och varierar från 0,1 till 2,0 %. Mindre siffror avser högeffektkontakter och större antal lågeffektkontakter. Så i en koppling som överför en effekt på 450 kW är excitationsförlusterna 600 W, och i en koppling för en effekt på 5 kW - cirka 100 W.

Ett elektromagnetiskt kopplingssystem ger det nödvändiga hastighetskontrollområdet, vanligtvis genom att variera strömmen i induktorspolen. Men frekvensomriktarens effektivitet i det här fallet blir mindre än vid justering av reostaten. Detta beror på att drivenhetens totala verkningsgrad är lika med produkten av själva kopplingens verkningsgrad och motorns verkningsgrad.

Kopplingsförlusterna bestäms huvudsakligen av glidförlusterna som genereras i kopplingsankaret. När det gäller kraftfulla kopplingar är det nödvändigt att ha en speciell anordning för att ta bort en betydande mängd värme.

Elektromagnetiska kopplingar erbjuder värdefulla egenskaper i kombination med tillförlitlig drift asynkron ekorrburmotor.

En squirrel-cage-motor har ett relativt lågt startmoment, en betydande startström och ett tillräckligt högt kritiskt vridmoment. Därför kan motorn med hjälp av en elektromagnetisk koppling startas i frånvaro av ström i kopplingens excitationsspole, d.v.s. när vridmomentet som överförs av kopplingen är noll. I det här fallet accelererar motorn snabbt utan belastning och dess uppvärmning är försumbar.

Efter att motorn har flyttats till den arbetande delen av karaktäristiken, tillförs en ström till kopplingens excitationsspole, vilket orsakar uppkomsten av ett elektromagnetiskt moment i den. Den drivna delen av kopplingen kommer att förbli stationär tills det moment som överförs av kopplingen överstiger det statiska lastmomentet.

Samtidigt kommer drivdelen av kopplingen att belasta motorn med ett vridmoment av samma storlek som det som appliceras på den drivna delen av kopplingen. I detta fall kan motorn utveckla ett vridmoment nära det kritiska och avsevärt överskrida dess startmoment, och motorströmmen kommer att vara mindre än vid start.

Därför förbättras användningen av en elektromagnetisk koppling startegenskaper hos elmotornJag är.På liknande sätt kan startegenskaperna för en synkronmotor, som är mycket sämre än för en induktionsmotor med ekorrbur, förbättras.

En av varianterna av elektromagnetiska kopplingar är kontakter fyllda med magnetiska pulver… Huvudskillnaden mellan pulverkopplingen och slirkopplingarna som beskrivs ovan är att järnpulvret (vanligtvis blandat med olja) placeras mellan två roterande delar av kopplingen inneslutna i ett tätat hus.

Om fältspolen inte är strömsatt, är järnpulvret i ett oordnat tillstånd. När en ström tillförs excitationsspolen, under verkan av dess magnetfält, kommer dammet att placeras längs de magnetiska kraftlinjerna, vilket bildar ett slags kretsar som stänger luftgapet och säkerställer överföringen av kraft från den ledande del av kopplingen till dreven Ju större magnetiseringsström, desto större vridmoment kan kopplingen överföra.

Den elektromagnetiska pulverkopplingen ger inte bara start utan även hastighetsreglering och kan även användas som en säkerhetskoppling som begränsar det maximala vridmomentet som överförs till arbetsmaskinens axel.

På grund av den höga magnetiska permeabiliteten hos järndamm jämfört med luft, kräver kopplingen betydligt mindre excitationskraft än induktionskopplingen.

Enligt metoden för att tillföra ström till fältlindningarna, särskiljs kontakt- och beröringsfria dammkontakter. I kontaktdon är excitationsspolen placerad på den roterande delen och spolen strömförsörjs genom släpringarna.

Excitationsspolen av beröringsfria kontakter placeras på den stationära delen av magnetkretsen, separerad från de roterande elementen av ett litet luftgap.

I vissa fall är både pulver- och induktionselektromagnetiska kopplingar inbyggda i arbetsmaskinens kroppar, liknande anpassade elmotorer, eller kombinerade i en gemensam design med deras drivmotor. Med denna lösning reduceras drivenhetens dimensioner och vikt avsevärt.

I vissa fall används hydrauliska kopplingar eller momentomvandlare istället för elektromagnetiska kopplingar. Då kallas drivningen hydraulisk.

Nyligen, i moderniseringen av den elektriska utrustningen för metallskärmaskiner, maskiner och andra olika produktionsmekanismer, ersätts en elektrisk drivning med induktions- och pulverkopplingar av en frekvensstyrd elektrisk drivning använder ekorrbur induktionsmotorer som drivs av genom frekvensomvandlare.