Poros listrik dan penerapannya pada penggerak listrik mesin pemotong logam

Artikel tersebut membahas perangkat, prinsip operasi, dan contoh penggunaan sistem kelistrikan untuk putaran sinkron (poros listrik) pada mesin dan instalasi pemotongan logam.

Asumsikan bahwa dua poros yang tidak terhubung secara mekanis satu sama lain akan berputar dengan kecepatan yang sama tanpa berputar relatif satu sama lain. Untuk memastikan rotasi sinkron dan dalam fase dengan motor D1 dan D2, yang masing-masing memutar poros A dan II (Gbr. 1), sambungkan mesin asinkron tambahan A1 dan A2 dengan rotor fase. Gulungan rotor dari mesin ini terhubung satu sama lain.

Jika kecepatan rotasi kedua mesin dan posisi rotornya sama, maka gaya gerak listrik yang diinduksikan pada belitan rotor mesin A1 dan A2 adalah sama dan diarahkan satu sama lain (Gbr. 2, a), dan arus tidak mengalir pada rangkaian rotor.

Asumsikan bahwa arah putaran bidang mesin bantu bertepatan dengan arah putaran rotornya.Saat rotasi mesin A2 melambat, rotornya akan tertinggal dari A1, menghasilkan e. dll. c Ep2 yang diinduksi dalam belitan rotor akan bergeser fase ke muka (Gbr. 2, b), dan di sirkuit rotor mesin A1 dan A2 di bawah pengaruh jumlah vektor e. dll. dengan E, arus penyeimbang Az muncul.

Beras. 1. Skema komunikasi sinkron

Beras. 2. Diagram vektor dari sistem komunikasi sinkron

Vektor arus I akan tertinggal vektor e. dll. dengan E di sudut φ... Proyeksi vektor saat ini Az ke vektor e, dll. v. Ep2 bertepatan dengan arah vektor ini. Proyeksi vektor arus ke vektor e. dll. hlm. Ep1 ditujukan padanya. Oleh karena itu, mesin A2 akan beroperasi dalam mode engine dan mesin A1 dalam mode generator. Dalam hal ini, poros mesin A2 akan dipercepat dan poros mesin A1 akan diperlambat. Dengan cara ini, mesin akan mengembangkan torsi yang memulihkan putaran poros yang sinkron. I dan II dan posisi terkoordinasi sebelumnya di ruang rotor mesin A1 dan A2. Rotor dari mesin ini dapat berputar baik ke arah putaran medan maupun ke arah yang berlawanan.

Sistem ini disebut sistem rotasi sinkron listrik… Ini juga disebut poros listrik… Sistem rotasi sinkron dapat menggantikan, misalnya, sekrup timah pada mesin bubut pemotong sekrup.

Karena sirkuit umpan mesin pemotong logam, dibandingkan dengan sirkuit gerakan utama, biasanya mengkonsumsi daya rendah, skema rotasi sinkron yang lebih sederhana dapat digunakan untuk menyinkronkan gerakan utama dengan umpan (Gbr. 3).Dalam hal ini, ketidaksesuaian konstan antara posisi rotor mesin A1 dan A2 tidak dapat dihindari, yang tanpanya tidak akan ada arus di sirkuit rotor mesin A2 dan tidak akan dapat mengatasi momen gaya resistif dari sirkuit suplai. Karena mesin A2 menerima daya dari stator dan rotor, sistem poros listrik ini memerlukan sambungan enam kawat ke motor, dipasang dalam banyak kasus pada blok mesin yang bergerak, biasanya ditunjukkan pada gambar garis putus-putus.

Beras. 3. Sistem komunikasi sinkron dari mesin bubut ulir yang berat

Dalam deviasi sudut, yang tidak melebihi 90 °, momen sinkronisasi listrik meningkat. Untuk memastikan torsi sinkronisasi yang signifikan, mesin komunikasi sinkron pada semua kemungkinan frekuensi rotasi sudut harus beroperasi dengan slip besar (tidak kurang dari 0,3 — 0,5). Oleh karena itu, mesin ini harus cukup besar untuk menghindari pemanasan yang tidak dapat diterima.

Kekuatan mesin lebih ditingkatkan dalam upaya untuk menghilangkan pengaruh fluktuasi beban dan gaya gesek. Transmisi mekanis juga digunakan, yang mengurangi frekuensi putaran poros mesin dan, karenanya, besarnya kesalahan sudut dikurangi menjadi poros mesin Sebelum memulai pengoperasian poros listrik, mesin asinkron A1 dan A2 dihubungkan ke catu daya satu fasa. Dalam hal ini, rotor mesin A2 menempati posisi awalnya, yang sesuai dengan posisi rotor mesin A1.

Sistem rotasi sinkron secara rasional digunakan untuk mesin pemotong logam berat, karena produksi sekrup timah panjang dikaitkan dengan kesulitan yang signifikan.Selain itu, dengan bertambahnya panjang sekrup atau poros, karena puntiran mereka, keakuratan koordinasi pengaturan timbal balik bagian-bagian mesin berkurang. Dalam sistem poros listrik, jarak antar poros tidak dapat mempengaruhi keakuratan operasi.

Saat menggunakan poros listrik, sambungan mekanis kaliper ke spindel dihilangkan dan diagram kinematik sangat disederhanakan. Kerugian yang signifikan dari sistem poros listrik pada mesin pemotong logam berat adalah kemungkinan kerusakan pada bagian yang mahal selama listrik mati, karena ketidaksejajaran segera terjadi. Dalam beberapa kasus, dalam kecelakaan seperti itu, kerusakan pada benda kerja dapat dicegah dengan pencabutan otomatis yang cepat dari pahat.

Skema dengan dua motor asinkron identik dengan rotor fase menarik untuk teknik mesin (Gbr. 4). Karena rangkaian kedua rotor tertutup ke rheostat R, ketika motor dihubungkan ke listrik AC, kedua rotor mulai berputar.

Beras. 4. Skema komunikasi sinkron dengan rheostat putar

Selain arus yang mengalir di belitan rotor dan rheostat, arus penyeimbang mengalir di sirkuit rotor kedua mesin. Kehadiran arus ini menyebabkan torsi sinkronisasi muncul, akibatnya mesin berputar secara serempak. Sistem ini dapat digunakan untuk menaikkan dan menurunkan lengan silang planer besar, router, dan komidi putar.

Berkat sistem poros listrik, masalah pergerakan konveyor yang terkoordinasi yang merupakan bagian dari kompleks produksi terpecahkan.Aplikasi paling praktis dalam hal ini diperoleh dari varian putaran sinkron motor dengan konverter frekuensi umum.

Selain sistem poros listrik untuk pembuatan mesin yang dipertimbangkan, sistem mesin AC lainnya telah dikembangkan dan digunakan, termasuk sistem fase tunggal dan sistem dengan motor sinkron konstruksi khusus.