Elektromagnetische koppelingen
In principe lijkt de elektromagnetische koppeling op een asynchrone motor, terwijl hij er tegelijkertijd van verschilt doordat de magnetische flux daarin niet wordt gecreëerd door een driefasig systeem, maar door roterende polen die worden opgewekt door gelijkstroom.
Elektromagnetische koppelingen worden gebruikt om kinematische circuits te sluiten en te openen zonder de rotatie te stoppen, bijvoorbeeld in versnellingsbakken en versnellingsbakken, en om aandrijvingen van werktuigmachines te starten, om te keren en te remmen. Door het gebruik van koppelingen kunt u de start van motoren en mechanismen scheiden, de starttijd van de stroom verkorten, schokken in zowel elektromotoren als mechanische transmissies elimineren, zorgen voor een soepele acceleratie, overbelasting, slippen, enz. Een sterke vermindering van startverliezen in motoren verwijdert de limiet op het toegestane aantal starts, wat erg belangrijk is in de cyclische werking van de motor.
De elektromagnetische koppeling is een individuele snelheidsregelaar en is een elektrische machine die wordt gebruikt om koppel van de aandrijfas naar de aangedreven as over te brengen met behulp van een elektromagnetisch veld en bestaat uit twee roterende hoofddelen: een anker (in de meeste gevallen is dit een massief lichaam) en veldgewonden inductor ... Het anker en de inductor zijn niet mechanisch star met elkaar verbonden. Gewoonlijk is het anker verbonden met de aandrijfmotor en is de inductor verbonden met de draaiende machine.
Wanneer de aandrijfmotor van de aandrijfas van de koppeling draait, blijft de inductor, en daarmee de aangedreven as, bij afwezigheid van stroom in de excitatiespoel stationair. Wanneer er gelijkstroom op de excitatiespoel wordt gezet, ontstaat er een magnetische flux in het magnetische circuit van de koppeling (inductor - luchtspleet - anker). Wanneer het anker roteert ten opzichte van de inductor, wordt in de eerste een EMF geïnduceerd en ontstaat er een stroom, waarvan de interactie met het magnetische veld van de luchtspleet het verschijnen van een elektromagnetisch koppel veroorzaakt.
Elektromagnetische inductiekoppelingen kunnen worden geclassificeerd volgens de volgende criteria:
-
gebaseerd op het koppelprincipe (asynchroon en synchroon);
-
door de aard van de verdeling van magnetische inductie in de luchtspleet;
-
door de constructie van het anker (met massief anker en met anker met kronkelende eekhoornkooi);
-
door de methode van het leveren van de excitatiespoel; door middel van koeling.
Gepantserde en inductorconnectoren worden het meest gebruikt vanwege de eenvoud van hun ontwerp.Dergelijke koppelingen bestaan voornamelijk uit een getande veldgewonden inductor gemonteerd op één as met geleidende sleepringen en een glad cilindrisch massief ferromagnetisch anker dat is verbonden met de andere as van de koppeling.
Apparaat, werkingsprincipe en kenmerken van elektromagnetische koppelingen.
Elektromagnetische koppelingen die worden gebruikt voor automatische besturing zijn onderverdeeld in droge en stroperige koppelingen en glijdende koppelingen.
Een droge wrijvingskoppeling brengt kracht over van de ene as op de andere via wrijvingsschijven 3. De schijven kunnen langs de spiebanen van de asas en de aangedreven halve koppeling bewegen. Wanneer stroom wordt toegepast op spoel 1, drukt anker 2 de schijven samen waartussen een wrijvingskracht is. De relatieve mechanische kenmerken van de koppeling worden getoond in Fig. 1, geb.
Viskeuze wrijvingskoppelingen hebben een constante speling δ tussen de master 1 en slave 2 halve koppelingen. In de opening wordt met behulp van spoel 3 een magnetisch veld gecreëerd, dat inwerkt op het vulmiddel (ferrietijzer met talk of grafiet) en elementaire kettingen van magneten vormt.In dit geval lijkt het vulmiddel de aangedreven en aangedreven halve koppelingen. Als de stroom wordt uitgeschakeld, verdwijnt het magnetische veld, worden de circuits verbroken en schuiven de semi-connectoren ten opzichte van elkaar. De relatieve mechanische kenmerken van de koppeling worden getoond in Fig. 1, e. Deze elektromagnetische koppelingen zorgen voor een soepele regeling van de rotatiesnelheid bij hoge belastingen op de uitgaande as.
Elektromagnetische koppelingen: a — diagram van droge wrijvingskoppeling, b — mechanische karakteristiek van wrijvingskoppeling, c — diagram van viskeuze wrijvingskoppeling, d — diagram van aangrijping van ferrietvuller, e — mechanisch kenmerk van viskeuze wrijvingskoppeling, e — diagram van een glijdende koppeling, g — mechanische slipkoppeling.
Een glijdende koppeling bestaat uit twee semi-koppelingen in de vorm van tanden (zie Fig. 1, e) en een spoel. Wanneer er stroom op de spoel wordt gezet, ontstaat er een gesloten magnetisch veld. Bij het roteren schuiven de connectoren ten opzichte van elkaar, waardoor een wisselende magnetische flux ontstaat, dit is de reden voor het ontstaan van EMF. enz. v. en stromingen. De interactie van de gegenereerde magnetische fluxen drijft de aangedreven half-link in rotatie.
De karakteristiek van de wrijvingshelft van de koppeling wordt getoond in Fig. 1, gr. Het belangrijkste doel van dergelijke koppelingen is om de meest gunstige startomstandigheden te creëren en dynamische belastingen tijdens het draaien van de motor af te vlakken.
Elektromagnetische glijdende koppelingen hebben een aantal nadelen: laag rendement bij lage toerentallen, laag overgedragen koppel, lage betrouwbaarheid bij plotselinge belastingsveranderingen en aanzienlijke traagheid.
Onderstaande figuur toont een schematisch diagram van de slipkoppelingsregeling in aanwezigheid van snelheidsfeedback met behulp van een tachogenerator die is aangesloten op de uitgaande as van de elektrische aandrijving. Het signaal van de tachogenerator wordt vergeleken met het referentiesignaal en het verschil van deze signalen wordt toegevoerd aan de versterker Y, van waaruit de bekrachtigingsspoel van de OF-koppeling wordt toegevoerd.
NBasisbesturingsschema glijdende koppelingen en kunstmatige mechanische kenmerken met automatische aanpassing
Deze karakteristieken bevinden zich tussen krommen 5 en 6, die praktisch overeenkomen met de minimale en nominale waarden van de koppelingsbekrachtigingsstromen. Het vergroten van het regelbereik van de aandrijfsnelheid gaat gepaard met aanzienlijke verliezen in de slipkoppeling, die voornamelijk bestaan uit verliezen in het anker en in de veldwikkeling. Bovendien overheersen ankerverliezen, vooral bij toenemende slip, aanzienlijk boven andere verliezen en bedragen 96 - 97% van het maximale vermogen dat door de koppeling wordt overgedragen. Bij een constant belastingsmoment is de rotatiesnelheid van de aandrijfas van de koppeling constant, d.w.z. n = constant, ω = constant.
Ik heb elektromagnetische poederkoppelingen, de verbinding tussen de aandrijvende en aangedreven delen wordt uitgevoerd door de viscositeit van de mengsels te vergroten en de opening tussen de koppelingsvlakken van de koppelingen te vullen met een toename van de magnetische flux in deze opening. Het hoofdbestanddeel van dergelijke mengsels zijn ferromagnetische poeders, bijvoorbeeld carbonylijzer. Om de mechanische vernietiging van ijzerdeeltjes als gevolg van wrijvingskrachten of hun hechting te elimineren, worden speciale vulstoffen toegevoegd - vloeistof (synthetische vloeistoffen, industriële olie of bulk (zink- of magnesiumoxiden, kwartspoeder). Dergelijke connectoren hebben een hoge reactiesnelheid, maar hun operationele betrouwbaarheid is onvoldoende voor brede toepassing in de machinebouw.
Laten we eens kijken naar een van de schema's voor het soepel aanpassen van de rotatiesnelheid van de ID-aandrijving, die werkt via de glijdende koppeling M naar de MI-aandrijving.
Regeling van opname van de glijdende koppeling voor het aanpassen van de rotatiesnelheid van de aandrijving
Wanneer de belasting op de aandrijfas verandert, zal ook de uitgangsspanning van de TG-tachogenerator veranderen, waardoor het verschil tussen de magnetische fluxen F1 en F2 van de versterker van de elektrische machine zal toenemen of afnemen, waardoor de uitgangsspanning verandert van de EMU en de grootte van de stroom in de koppelingsspoel.
Elektromagnetische koppelingen ETM
Elektromagnetische koppelingen van de ETM-serie met magnetisch geleidende schijven zijn in contact- (ETM2), contactloze (ETM4) en rem- (ETM6) uitvoeringen. Koppelingen met een stroomdraad op een contact onderscheiden zich door een lage betrouwbaarheid vanwege de aanwezigheid van een glijdend contact, daarom worden in de beste aandrijvingen elektromagnetische koppelingen met een vaste draad gebruikt. Ze hebben extra luchtspleten.
Contactloze koppelingen onderscheiden zich door de aanwezigheid van een samengesteld magnetisch circuit gevormd door een spoellichaam en zitting, die gescheiden zijn door zogenaamde ballastspelingen. De spoelzitting is vast terwijl de contactstroomdraadelementen zijn losgekoppeld. Door de speling wordt de warmteoverdracht van de wrijvingsschijven naar de spoel verminderd, wat de betrouwbaarheid van de koppeling onder zware omstandigheden vergroot.
Het wordt aanbevolen om ETM4-koppelingen als geleiders te gebruiken, indien toegestaan door de installatievoorwaarden, en ETM6-koppelingen als remkoppelingen.
ETM4-koppelingen werken betrouwbaar bij hoge snelheden en frequent starten. Deze koppelingen zijn minder gevoelig voor olieverontreiniging dan ETM2, de aanwezigheid van vaste deeltjes in de olie kan abrasieve slijtage van de borstels veroorzaken, daarom kunnen ETM2-koppelingen worden gebruikt als er geen bepaalde beperkingen zijn en de installatie van ETM4-koppelingen moeilijk is volgens installatie ontwerp voorwaarden.
Als remkoppelingen moeten koppelingen met ETM6-uitvoering worden gebruikt. Connectoren ETM2 en ETM4 mogen niet worden gebruikt voor remmen volgens het "omgekeerde" schema, d.w.z. met draaibare clutch en vaste riem. Om koppelingen te selecteren, is het noodzakelijk om het volgende te evalueren: statisch (overgebracht) koppel, dynamisch koppel, transiënte tijd in de aandrijving, gemiddelde verliezen, eenheidsenergie en restkoppel in rust.