Penggerak listrik menggunakan berbagai jenis cengkeraman elektromagnetik

Untuk instalasi yang membutuhkan pengaturan kecepatan putaran menggunakan mesin dan perangkat paling sederhana, penggerak listrik dengan kopling elektromagnetik dari berbagai jenis dapat digunakan.

Mereka adalah yang paling umum kopling selip elektromagnetik, dengan bantuan yang relatif mudah untuk melindungi elemen mesin yang bekerja dari kerusakan dengan peningkatan beban yang tajam, menyesuaikan kecepatan putaran, memperoleh karakteristik khusus dan meningkatkan sifat awal penggerak listrik saat menggunakan motor dengan kecil torsi awal (motor induksi rotor tupai dan motor sinkron).

Kopling selip elektromagnetik adalah mesin listrik yang terdiri dari dua bagian, induktor dan angker, yang disusun secara konsentris dan dipisahkan oleh celah udara.Bagian kopling yang terhubung dengan kuat ke poros motor listrik adalah bagian penggerak, dan bagian kedua yang terhubung ke poros penggerak mesin yang bekerja adalah bagian yang digerakkan.

Induktor memiliki kutub dengan kumparan menarik yang menerima daya dari sumber DC melalui cincin selip. Angker adalah sirkuit magnetik yang terbuat dari lembaran baja listrik, dengan hubung singkat yang berkelok-kelok dalam bentuk sangkar tupai.

Prinsip pengoperasian kopling adalah sama prinsip pengoperasian motor asinkron multifase… Tetapi dalam motor induksi, medan magnet berputar dibuat melalui belitan polifase yang disuplai oleh sumber arus bolak-balik dengan pergeseran fasa yang sesuai, dan dalam kopling selip, kutub berputar dengan fluks magnet konstan relatif terhadap hubung singkat.

Dalam koil ini, di bawah aksi fluks magnet, ggl arus bolak-balik, amplitudo dan frekuensi yang bergantung pada perbedaan antara kecepatan bagian kopling yang digerakkan dan yang digerakkan, arus terjadi dan torsi terjadi.

Dengan mengubah arus dalam belitan medan, dimungkinkan untuk memperoleh karakteristik mekanis yang berbeda, yang mewakili ketergantungan torsi yang ditransmisikan pada slip kopling, yang serupa dengan karakteristik mekanis motor asinkron fase ganda ketika menyesuaikan tegangan yang disuplai padanya.

Desain paling sederhana memiliki kopling elektromagnetik dengan angker inti baja padat. Torsi kopling ini dihasilkan arus eddy yang diinduksikan pada inti.

Desain konektor ini secara signifikan meningkatkan keandalannya, karena inti masif, yang dipanaskan oleh arus eddy yang mengalir di dalamnya, memiliki kontak langsung dengan lingkungan luar, dan panas lebih baik dihilangkan dari konektor.

Biasanya, induktor adalah bagian internal konektor yang dilengkapi dengan tiang menonjol dengan belitan medan yang disuplai melalui cincin selip dengan arus searah.

Karakteristik mekanis dari kopling elektromagnetik dengan rangkaian magnetik masif, karena resistansi yang signifikan, berbentuk karakteristik rheostat dari motor induksi.

Jika torsi kopling harus tetap kira-kira konstan, terlepas dari jumlah selip, maka kutub induktor dibuat dengan bentuk khusus - dalam bentuk paruh atau cakar.

Jumlah daya yang relatif kecil dikonsumsi untuk menggairahkan kopling, yang tidak sebanding dengan daya yang disalurkan oleh kopling dan bervariasi dari 0,1 hingga 2,0%. Angka yang lebih kecil merujuk ke konektor daya tinggi dan angka yang lebih besar ke konektor daya rendah. Jadi, dalam coupler yang mentransmisikan daya 450 kW, kerugian eksitasi adalah 600 W, dan dalam coupler untuk daya 5 kW - sekitar 100 W.

Sistem kopling elektromagnetik menyediakan rentang kendali kecepatan yang diperlukan, biasanya dengan memvariasikan arus dalam koil induktor. Tetapi efisiensi drive dalam hal ini akan lebih rendah daripada saat mengatur rheostat. Ini karena efisiensi keseluruhan penggerak sama dengan perkalian efisiensi kopling itu sendiri dan efisiensi motor.

Kerugian kopling terutama ditentukan oleh kerugian selip yang dihasilkan pada armatur kopling. Dalam kasus kopling yang kuat, perlu memiliki perangkat khusus untuk menghilangkan panas dalam jumlah yang signifikan.

Kopling elektromagnetik menawarkan properti berharga yang dikombinasikan dengan pengoperasian yang andal motor sangkar-tupai asinkron.

Motor sangkar-tupai memiliki torsi awal yang relatif rendah, arus awal yang signifikan, dan torsi kritis yang cukup tinggi. Oleh karena itu, dengan bantuan kopling elektromagnetik, mesin dapat dihidupkan tanpa adanya arus dalam koil eksitasi kopling, mis. ketika torsi yang ditransmisikan oleh kopling adalah nol. Dalam hal ini, mesin berakselerasi dengan cepat tanpa beban dan pemanasannya dapat diabaikan.

Setelah motor bergerak ke bagian kerja karakteristik, arus disuplai ke koil eksitasi kopling, yang menyebabkan munculnya momen elektromagnetik di dalamnya. Bagian yang digerakkan dari kopling akan tetap diam sampai momen yang ditransmisikan oleh kopling melebihi momen beban statis.

Pada saat yang sama, bagian penggerak kopling akan memuat mesin dengan torsi yang besarnya sama dengan yang diterapkan pada bagian penggerak kopling. Dalam hal ini, motor dapat mengembangkan torsi yang mendekati kritis dan secara signifikan melebihi torsi awal, dan arus motor akan lebih kecil daripada saat start.

Oleh karena itu, penggunaan kopling elektromagnetik ditingkatkan sifat awal motor listrikSaya.Demikian pula, sifat awal motor sinkron, yang jauh lebih buruk daripada motor induksi sangkar-tupai, dapat diperbaiki.

Salah satu jenis cengkeraman elektromagnetik adalah konektor diisi dengan bubuk magnetik… Perbedaan utama antara kopling bubuk dan kopling selip yang dijelaskan di atas adalah bahwa bubuk besi (biasanya dicampur dengan oli) ditempatkan di antara dua bagian kopling yang berputar yang tertutup dalam wadah yang tertutup rapat.

Jika kumparan medan tidak diberi energi, maka serbuk besi dalam keadaan tidak teratur. Ketika arus disuplai ke koil eksitasi, maka di bawah aksi medan magnetnya, debu akan ditempatkan di sepanjang garis gaya magnet, membentuk semacam sirkuit yang menutup celah udara dan memastikan transfer daya dari konduktor utama. bagian dari kopling ke drive Semakin besar arus eksitasi, semakin besar torsi yang dapat ditransmisikan oleh kopling.

Kopling bubuk elektromagnetik tidak hanya menyediakan start, tetapi juga pengaturan kecepatan, dan juga dapat digunakan sebagai kopling pengaman yang membatasi torsi maksimum yang disalurkan ke poros mesin yang bekerja.

Karena permeabilitas magnetik debu besi yang tinggi dibandingkan dengan udara, kopling membutuhkan daya eksitasi yang jauh lebih sedikit daripada kopling induksi.

Menurut metode suplai arus ke belitan medan, konektor debu kontak dan non-kontak dibedakan. Dalam konektor kontak, koil eksitasi terletak pada bagian yang berputar, dan koil diberi energi melalui cincin selip.

Koil eksitasi dari konektor non-kontak ditempatkan pada bagian stasioner dari sirkuit magnetik, dipisahkan dari elemen yang berputar oleh celah udara kecil.

Dalam beberapa kasus, cengkeraman elektromagnetik bubuk dan induksi dipasang di badan mesin kerja, mirip dengan motor listrik khusus, atau digabungkan dalam desain umum dengan motor penggeraknya. Dengan solusi ini, dimensi dan bobot drive berkurang secara signifikan.

Dalam beberapa kasus, kopling hidrolik atau konverter torsi digunakan sebagai pengganti kopling elektromagnetik. Kemudian drive disebut hidrolik.

Baru-baru ini, dalam modernisasi peralatan listrik mesin pemotong logam, mesin dan berbagai mekanisme produksi lainnya, penggerak listrik diganti dengan kopling induksi dan bubuk. penggerak listrik yang dikontrol frekuensi menggunakan motor induksi sangkar-tupai yang digerakkan oleh melalui konverter frekuensi.