Voordelen van het gebruik van motoren met meerdere snelheden

De vervanging van conventionele motoren met één snelheid door motoren met meerdere snelheden verbetert in veel gevallen de technologische en operationele kwaliteiten van machines en metaalsnijmachines aanzienlijk en vermindert de arbeidsintensiteit van hun productie.

Er worden motoren met meerdere snelheden gebruikt:

• in machineaandrijvingen en metaalsnijmachines, waarvan de snelheid wenselijk is om te veranderen afhankelijk van de grootte, hardheid en andere fysieke eigenschappen van het verwerkte materiaal of afhankelijk van technologische factoren. Deze omvatten metaalsnij- en houtbewerkingsmachines, centrifugale afscheiders, dreggen en andere mechanismen voor verschillende toepassingen;

• in machines, metaalsnijmachines en mechanismen met verschillende werk- en stationaire snelheden (zagerijen);

• voor starten en stoppen zonder scherpe schokken op tafels met een aanzienlijk momentum (liften, takels). In dit geval vindt het werkproces plaats met de hoogste rotatiesnelheid en het starten en stoppen van het mechanisme - bij lage toerentallen, vaak met automatische omschakeling van het aantal polen;

• in machineaandrijvingen en werktuigmachines met een vermogen dat varieert afhankelijk van het tijdstip van de dag, het seizoen, enz. (pompen, ventilatoren, vrachttoestellen, transportbanden, enz.);

• in machineaandrijvingen met verschillende doeleinden die elk een andere snelheid vereisen, bijvoorbeeld oliebronapparatuur waarbij de laagste snelheid wordt gebruikt om olie te pompen en de hoogste snelheid wordt gebruikt om leidingen te installeren;

• in mechanismen waarvan de snelheidsverandering wordt bepaald door het verbruikte vermogen. Een voorbeeld zijn vlakwalserijen, waar aanvankelijk, met aanzienlijke metaalvervorming, het walsen met een lage snelheid wordt uitgevoerd en de afwerkingsbewerkingen met een hoge snelheid.

• in blokken, waar naast het regelen van de rotatiesnelheid van de motor door het aantal polen te schakelen, een extra verhoging van de snelheidsregelingslimiet wordt uitgevoerd door de frequentie van het voedingsnetwerk te wijzigen.

Dankzij het gebruik van motoren met meerdere snelheden in elektrische aandrijvingen van machines en metaalbewerkingsmachines is het mogelijk om:

1) vereenvoudiging van het ontwerp van de machines met uitsluiting van tandwielkasten en voedingen;

2) verhoging van de prestaties, productiviteit en onderhoudsgemak van metaalsnijmachines;

3) verbetering van de kwaliteit van machinale verwerking door trillingen te verminderen en onnauwkeurigheid in de werking van mechanismen met een groot aantal versnellingen te verminderen;

4) verhoging van de efficiëntie van de machine door de tussenliggende schakels van de kinematische ketting te verminderen;

5) de bewegingssnelheid wijzigen zonder de machine te stoppen;

6) het vereenvoudigen van het automatische beheer van de processen van starten, stoppen, omkeren en stoppen;

7) vereenvoudiging van automatisch beheer van verwerkingswijzen afhankelijk van technologische factoren.

Het starten van de motor bij een lager toerental heeft ook het voordeel dat de absolute waarde van de aanloopstroom in dit geval in de regel kleiner zal zijn dan de aanloopstromen voor hogere toerentallen. Bij het omschakelen van de spoel van een kleiner naar een groter aantal polen, d.w.z. wanneer het motortoerental vertraagt, regeneratief remmen van de motor, wat de stoptijd van de machine verkort en niet gepaard gaat met energieverliezen, zoals het geval is bij achteruit remmen.

Er zijn ruime mogelijkheden voor het gebruik van motoren met meerdere snelheden in een grote verscheidenheid aan soorten universele en speciale geautomatiseerde metaalsnijmachines: draaien, draaibanken, boren, frezen, slijpen, langs- en dwarsschaven, slijpen, enz.

Motoren met meerdere snelheden worden het meest gebruikt in aandrijvingen van werktuigmachines en houtbewerkingsmachines.

Een aanzienlijk scala aan snelheidsregelingen van universele metaalsnijmachines vereist reductoren of versnellingsbakken met een groot aantal besturingsstappen. Wanneer het afstelproces slechts op één mechanische manier wordt uitgevoerd, zijn de versnellingsbakken structureel veel complexer en vereisen ze een complexer besturingssysteem.

Beide factoren zorgen voor een toename van de arbeidsintensiteit en een stijging van de fabricagekosten van tandwielkasten.Daarom wordt een samengesteld snelheidsregelsysteem veel gebruikt in werktuigmachines, wat een combinatie is van een elektromotor, waarvan de snelheden over een vrij groot bereik worden geregeld, met een versnellingsbak of relatief tussenwiel met hogere efficiëntie in vergelijking met complexere versnellingsbakken.

Het is vooral aan te raden om motoren met meerdere snelheden te gebruiken in metaalsnijmachines, waar u uzelf kunt beperken tot twee, drie of vier verschillende snelheden bij een spiltoerental dat gelijk is aan het motortoerental. In dit geval worden ingebouwde motoren met meerdere snelheden gebruikt. De stator van de motor is ingebouwd in de as van de machine en de spindel is door een koppeling verbonden met de rotoras van de motor, of de rotor van de motor is direct op de spindel gemonteerd.

Zo'n ontwerp van de machine blijkt buitengewoon eenvoudig te zijn, de kinematische ketting is de kortste en de motor bevindt zich zo dicht mogelijk bij de werkas.

Als de rotatiesnelheid van de spil van het metalen snijgereedschap niet overeenkomt met de rotatiesnelheid van de motor met meerdere snelheden, is deze laatste door middel van een riem- of tandwielaandrijving met de spil verbonden. Een soortgelijk kinematisch diagram wordt gebruikt voor operatiekamers van draaibanken, freesmachines of kleine boormachines. Door eenvoudig zoeken aan een dergelijk schema toe te voegen, wordt het bereik van de snelheidsregeling van de machine aanzienlijk uitgebreid, waarbij de kinematische ketting van de machine alleen bij lage rotatiesnelheden wordt uitgebreid.

Het gebruik van een motor met meerdere snelheden in de elektrische aandrijving van de werktuigmachine, rechtstreeks aangesloten op de snelheidsvariator, vergroot de mogelijkheid van een soepele regeling van de snelheid van de machine aanzienlijk.Toepassing, bijvoorbeeld een motor met twee snelheden 2p = 8/2 en een mechanische variator met een snelheidsverhouding van 4: 1, kunt u implementeren om een ​​traploze snelheidsregeling in te stellen van 187 tot 3000 tpm, d.w.z. een aanpassingsbereik van 16:1 krijgen.

Met een motor met twee snelheden van 500/3000 tpm en een variator met een verhouding van 6:1, wordt het bereik van soepele machinesnelheidsregeling uitgebreid tot 36:1, bereikt door boost na de variator te gebruiken.

Het bereik van soepele rijsnelheidsregeling kan worden verplaatst naar het gebied van hogere of lagere snelheden door de rotatiesnelheid van de motor met meerdere snelheden te wijzigen. Als dit niet genoeg is, wordt er een overdrive of terugschakeling tussen de motor en de variator geplaatst, meestal een V-snaar of riem.

Voor soepele snelheidsregeling in een relatief klein bereik tot 1:4 met constant askoppel, een asynchrone motor met glijdende koppeling.

Het rendement van zo'n motor wordt bepaald door de uitdrukking η = 1 — s, waarbij s de slip is die gelijk is aan het verschil tussen de rotatiesnelheden van de rotor en de uitgaande as. Daarom zal bij s = 80% het rendement slechts 20% zijn. In dit geval zijn alle vermogensverliezen geconcentreerd in de koppelingstrommel.

Door een conventionele motor met één snelheid te vervangen door een motor met meerdere snelheden in een aandrijving met glijdende koppeling, is het mogelijk om de efficiëntie te verhogen en het bereik van de snelheidsregeling van deze aandrijving uit te breiden.In een motor met twee snelheden met een poolwisselverhouding van 2:1 wordt de snelheidsregeling bijvoorbeeld uitgevoerd in stappen van een verhouding van 2:1, en in het interval tussen deze snelheden en daaronder wordt een soepele aanpassing uitgevoerd door de slipkoppeling. Het totale regelbereik zal 4:1 zijn met een minimale efficiëntie van 50%.

Door het vollediger benutten van de regeleigenschappen van de koppelingen (regelbereik 5:1) is het mogelijk het regelbereik uit te breiden tot 10:1 bij het laagste rendement (bij de laagste draaisnelheid van de as) η = 20 %.

Toepassing van een motor met drie snelheden met een poolomschakelbare wikkeling 2p = 8/4/2 maakt het mogelijk om het regelbereik te vergroten tot 8: 1 bij het laagste aandrijfrendement η = 50% en de regellimiet van 20: 1 bij rendement te bereiken bij de laagste snelheid η=20%.