Elektrische as en de toepassing ervan in de elektrische aandrijving van metaalsnijmachines

Het artikel bespreekt het apparaat, het werkingsprincipe en voorbeelden van het gebruik van elektrische systemen voor synchrone rotatie (elektrische as) in metaalsnijmachines en -installaties.

Stel dat twee assen die niet mechanisch met elkaar verbonden zijn, met dezelfde snelheid moeten draaien zonder ten opzichte van elkaar te draaien. Om een ​​​​dergelijke synchrone en in-fase rotatie te garanderen met motoren D1 en D2, die respectievelijk assen A en II roteren (Fig. 1), sluit u asynchrone hulpmachines A1 en A2 aan met faserotoren. De rotorwikkelingen van deze machines zijn met elkaar verbonden.

Als de rotatiesnelheden van de twee machines en de posities van hun rotoren hetzelfde zijn, dan zijn de elektromotorische krachten die worden geïnduceerd in de wikkelingen van de rotoren van machines A1 en A2 gelijk en naar elkaar gericht (Fig. 2, a), en de stroom vloeit niet in het rotorcircuit.

Stel dat de draairichting van het veld van de hulpmachines samenvalt met de draairichting van hun rotoren.Naarmate de rotatie van machine A2 vertraagt, zal de rotor achterblijven bij die van A1, wat resulteert in b.v. enz. c) Ep2 geïnduceerd in de rotorwikkeling zal in fase verschuiven naar de voortgang (Fig. 2, b), en in het rotorcircuit van machines A1 en A2 onder invloed van de vectorsom van e. enz. met E verschijnt de egalisatiestroom Az.

Rijst. 1. Schema van synchrone communicatie

Rijst. 2. Vectordiagrammen van het synchrone communicatiesysteem

De huidige vector I zal achterlopen op de vector e. enz. met E in de hoek φ... Huidige vectorprojectie Az op de vector e, etc. v. Ep2 valt samen met deze vector in richting. De projectie van de huidige vector op de vector e. enz. pp. Ep1 is op hem gericht. Hieruit volgt dat machine A2 in motormodus zal werken en machine A1 in generatormodus. In dit geval wordt de as van machine A2 versneld en de as van machine A1 vertraagd. Op deze manier zullen de machines koppels ontwikkelen die de synchrone rotatie van de assen herstellen. I en II en de vorige gecoördineerde positie in de ruimte van de rotoren van machines A1 en A2. De rotoren van deze machines kunnen zowel in de draairichting van het veld als in tegengestelde richting draaien.

Dit systeem wordt een elektrisch synchroonrotatiesysteem genoemd... Het wordt ook wel een elektrische as genoemd... Het synchroonrotatiesysteem kan bijvoorbeeld spindels in schroefsnijdraaibanken vervangen.

Aangezien de toevoercircuits van metaalsnijmachines, in vergelijking met de circuits van de hoofdbeweging, meestal weinig stroom verbruiken, kan een eenvoudiger schema van synchrone rotatie worden gebruikt om de hoofdbeweging te synchroniseren met de toevoer (Fig. 3).In dit geval is een constante mismatch tussen de posities van de rotoren van machines A1 en A2 onvermijdelijk, zonder welke er geen stroom zou zijn in het rotorcircuit van machine A2 en het moment van de weerstandskrachten van machine A2 niet zou kunnen overwinnen het voedingscircuit. Aangezien de A2-machine stroom krijgt van de stator en rotor, vereist dit elektrische assysteem een ​​zesdraadsverbinding met de motor, die in veel gevallen op een bewegend machineblok is geïnstalleerd, meestal weergegeven in de stippellijn.

Rijst. 3. Synchrone communicatiesystemen van een zware schroefdraaibank

Binnen de hoekafwijking, die niet groter is dan 90 °, neemt het elektrische synchronisatiemoment toe. Om een ​​aanzienlijk synchronisatiekoppel te garanderen, moeten synchrone communicatiemachines bij alle mogelijke hoekfrequenties van rotatie werken met grote slips (niet minder dan 0,3 - 0,5). Daarom moeten deze machines groot genoeg zijn om onaanvaardbare verhitting te voorkomen.

Het vermogen van de machines wordt verder opgevoerd in een poging de invloed van belastingfluctuaties en wrijvingskrachten weg te nemen. Er worden ook mechanische overbrengingen gebruikt, die de rotatiefrequentie van de machine-assen verminderen en dienovereenkomstig de grootte van de hoekfout die wordt gereduceerd tot de machine-as.Voordat de werking van de elektrische as wordt gestart, zijn de asynchrone machines A1 en A2 aangesloten op een enkelfasige voeding. In dit geval neemt de rotor van machine A2 zijn uitgangspositie in, die overeenkomt met de positie van de rotor van machine A1.

Synchrone rotatiesystemen die rationeel worden gebruikt voor snijmachines voor zware metalen, aangezien de productie van lange spindels gepaard gaat met aanzienlijke moeilijkheden.Bovendien neemt, naarmate de lengte van de schroeven of assen toeneemt, door hun verdraaiing, de nauwkeurigheid van de coördinatie van de onderlinge opstelling van de machineonderdelen af. In een elektrisch schachtsysteem kan de afstand tussen de schachten de nauwkeurigheid van de werking niet beïnvloeden.

Bij gebruik van een elektrische as vervallen de mechanische verbindingen van de remklauwen met de spil en wordt het kinematische diagram sterk vereenvoudigd. Een belangrijk nadeel van elektrische assystemen in snijmachines voor zware metalen is de mogelijkheid van schade aan een duur onderdeel tijdens een stroomstoring, aangezien er onmiddellijk een verkeerde uitlijning optreedt. In sommige gevallen kan bij een dergelijk ongeval schade aan het werkstuk worden voorkomen door het gereedschap snel automatisch terug te trekken.

Een schema met twee identieke asynchrone motoren met faserotoren is interessant voor de machinebouw (fig. 4). Aangezien het circuit van beide rotoren is gesloten voor de reostaat R, beginnen beide rotoren te draaien wanneer de motoren op het wisselstroomnet zijn aangesloten.

Rijst. 4. Schema van synchrone communicatie met een roterende weerstand

Naast de stromen die in de rotor- en weerstandswikkelingen vloeien, vloeit er een vereffeningsstroom in het rotorcircuit van beide machines. Door de aanwezigheid van deze stroom ontstaat er een synchronisatiekoppel, waardoor de machines synchroon draaien. Dit systeem kan worden gebruikt om de dwarsarmen van grote schaafmachines, bovenfrezen en carrousels omhoog en omlaag te brengen.

Dankzij het elektrische assysteem is het probleem van de gecoördineerde beweging van transportbanden die deel uitmaken van een productiecomplex opgelost.De meest praktische toepassing wordt in dit geval verkregen uit de variant van synchrone rotatie van motoren met een gemeenschappelijke frequentieomvormer.

Naast de beschouwde elektrische assystemen voor de machinebouw zijn er andere AC-machinesystemen ontwikkeld en gebruikt, waaronder enkelfasige systemen en systemen met synchrone motoren van speciale constructie.