Kopling elektromagnetik

Pada prinsipnya, kopling elektromagnetik menyerupai motor asinkron, pada saat yang sama berbeda darinya karena fluks magnet di dalamnya akan dibuat bukan oleh sistem tiga fase, tetapi oleh kutub yang berputar yang dieksitasi oleh arus searah.

Kopling elektromagnetik digunakan untuk menutup dan membuka sirkuit kinematik tanpa menghentikan rotasi, misalnya di kotak roda gigi dan kotak roda gigi, serta untuk memulai, membalikkan, dan mengerem penggerak alat mesin. Penggunaan kopling memungkinkan Anda memisahkan start motor dan mekanisme, mengurangi waktu start arus, menghilangkan guncangan pada motor listrik dan transmisi mekanis, memastikan akselerasi yang mulus, menghilangkan beban berlebih, selip, dll. Penurunan tajam dalam kerugian start pada mesin menghilangkan batas jumlah start yang diizinkan, yang sangat penting dalam operasi siklik mesin.

Kopling elektromagnetik adalah pengatur kecepatan individu dan merupakan mesin listrik yang digunakan untuk mengirimkan torsi dari poros penggerak ke poros penggerak menggunakan medan elektromagnetik dan terdiri dari dua bagian utama yang berputar: angker (dalam banyak kasus ini adalah benda masif) dan induktor luka medan ... Angker dan induktor tidak terhubung secara mekanis satu sama lain. Biasanya angker dihubungkan ke motor penggerak dan induktor dihubungkan ke mesin yang berjalan.

Ketika motor penggerak poros penggerak kopling berputar, dengan tidak adanya arus dalam koil eksitasi, induktor, dan dengan itu poros penggerak, tetap diam. Ketika arus searah diterapkan ke koil eksitasi, fluks magnet terjadi di sirkuit magnetik kopling (induktor - celah udara - angker). Ketika angker berputar relatif terhadap induktor, EMF diinduksi pada yang pertama dan arus muncul, interaksinya dengan medan magnet celah udara menyebabkan munculnya torsi elektromagnetik.

Kopling induksi elektromagnetik dapat diklasifikasikan menurut kriteria berikut:

• berdasarkan prinsip torsi (asinkron dan sinkron);

• berdasarkan sifat distribusi induksi magnetik di celah udara;

• dengan konstruksi angker (dengan angker masif dan dengan angker dengan lilitan tipe sangkar-tupai);

• dengan metode memasok koil eksitasi; dengan cara pendinginan.

Konektor lapis baja dan induktor adalah yang paling banyak digunakan karena kesederhanaan desainnya.Kopling semacam itu terutama terdiri dari induktor luka medan bergigi yang dipasang pada satu poros dengan cincin selip konduktif dan angker feromagnetik padat silinder halus yang terhubung ke poros kopling lainnya.

Perangkat, prinsip operasi, dan karakteristik kopling elektromagnetik.

Kopling elektromagnetik yang digunakan untuk kontrol otomatis dibagi menjadi kopling kering dan kental serta kopling geser.

Kopling gesekan kering mentransmisikan daya dari satu poros ke poros lainnya melalui cakram gesekan 3. Cakram memiliki kemampuan untuk bergerak di sepanjang splines sumbu poros dan kopling setengah yang digerakkan. Ketika arus diterapkan ke koil 1, angker 2 menekan cakram di mana ada gaya gesekan. Karakteristik mekanis relatif dari kopling ditunjukkan pada Gambar. 1, b.

Kopling gesekan kental memiliki jarak bebas δ yang konstan antara setengah kopling master 1 dan slave 2. Di celah, dengan bantuan koil 3, medan magnet dibuat, yang bekerja pada pengisi (besi ferit dengan bedak atau grafit) dan membentuk rantai dasar magnet. Dalam hal ini, pengisi tampaknya menangkap yang digerakkan dan digerakkan setengah kopling. Ketika arus dimatikan, medan magnet menghilang, sirkuit putus dan semi-konektor bergeser relatif satu sama lain. Karakteristik mekanis relatif dari kopling ditunjukkan pada Gambar. 1, e.Kengkeraman elektromagnetik ini memungkinkan kontrol yang mulus dari kecepatan rotasi di bawah beban tinggi pada poros keluaran.

Kopling elektromagnetik: a — diagram kopling gesekan kering, b — karakteristik mekanis kopling gesekan, c — diagram kopling gesekan kental, d ​​— diagram pengikatan pengisi ferit, e — karakteristik mekanis kopling gesekan kental, e — diagram dari kopling geser, g - kopling selip mekanis.

Kopling geser terdiri dari dua semi-skrup dalam bentuk gigi (lihat Gambar 1, e) dan sebuah kumparan. Ketika arus diterapkan ke koil, medan magnet tertutup terbentuk. Saat berputar, konektor meluncur relatif satu sama lain, akibatnya fluks magnet bolak-balik terbentuk, inilah alasan terjadinya EMF. dll. v. dan arus. Interaksi fluks magnet yang dihasilkan menggerakkan setengah tautan yang digerakkan dalam rotasi.

Karakteristik setengah gesekan kopling ditunjukkan pada gambar. 1,g. Tujuan utama dari kopling tersebut adalah untuk menciptakan kondisi awal yang paling menguntungkan, serta untuk memuluskan beban dinamis selama pengoperasian mesin.

Kopling geser elektromagnetik memiliki sejumlah kelemahan: efisiensi rendah pada putaran rendah, torsi transmisi rendah, keandalan rendah jika terjadi perubahan beban yang tiba-tiba, dan inersia yang signifikan.
Gambar di bawah ini menunjukkan diagram skematik kontrol kopling selip dengan adanya umpan balik kecepatan menggunakan tachogenerator yang terhubung ke poros keluaran penggerak listrik. Sinyal dari tachogenerator dibandingkan dengan sinyal referensi dan perbedaan dari sinyal-sinyal ini diumpankan ke amplifier Y, dari output yang diumpankan ke koil eksitasi kopling OF.

Skema kontrol cengkeraman geser dasar dan karakteristik mekanis buatan dengan penyesuaian otomatis

Karakteristik ini terletak di antara kurva 5 dan 6, yang secara praktis sesuai dengan nilai minimum dan nominal arus eksitasi kopling. Peningkatan rentang kendali kecepatan penggerak dikaitkan dengan kerugian yang signifikan pada kopling selip, yang terutama terdiri dari kerugian pada angker dan belitan medan. Selain itu, kerugian jangkar, terutama dengan peningkatan selip, secara signifikan mengalahkan kerugian lainnya dan berjumlah 96 — 97% dari daya maksimum yang ditransmisikan oleh kopling. Pada momen beban konstan, kecepatan putaran poros penggerak kopling adalah konstan, mis. n = konstanta, ω = konstanta.

Saya memiliki kopling bubuk elektromagnetik, hubungan antara bagian penggerak dan penggerak dilakukan dengan meningkatkan viskositas campuran yang mengisi celah antara permukaan kopling kopling dengan peningkatan fluks magnet di celah ini. Komponen utama dari campuran tersebut adalah bubuk feromagnetik, misalnya besi karbonil. Untuk menghilangkan penghancuran mekanis partikel besi karena gaya gesekan atau daya rekatnya, pengisi khusus ditambahkan - cair (cairan sintetis, minyak industri atau curah (seng atau magnesium oksida, bubuk kuarsa). Konektor semacam itu memiliki kecepatan reaksi yang tinggi, tetapi keandalan operasionalnya tidak cukup untuk aplikasi luas dalam teknik mesin.

Mari kita lihat salah satu skema untuk mengatur kecepatan putaran dengan mulus dari drive ID, yang bekerja melalui kopling geser M ke drive MI.

Skema penyertaan kopling geser untuk mengatur kecepatan putaran penggerak

Ketika beban pada poros penggerak berubah, tegangan keluaran tachogenerator TG juga akan berubah, akibatnya perbedaan antara fluks magnet F1 dan F2 dari penguat mesin listrik akan bertambah atau berkurang, sehingga mengubah tegangan pada keluaran. EMU dan besarnya arus pada koil kopling.

Kopling elektromagnetik ETM

Kopling gesekan elektromagnetik ETM (kering dan oli) memungkinkan start, stop, dan mundur hingga 0,2 detik, serta lusinan start dalam 1 detik Kopling dikendalikan dan ditenagai oleh arus searah dengan tegangan 110, 36, dan 24 V. Daya kontrol tidak lebih dari 1% dari daya yang ditransmisikan oleh kopling. Secara desain, cengkeramannya tunggal dan multi-cakram, tidak dapat dibalik dan dapat dibalik.

Kopling elektromagnetik seri ETM dengan cakram konduktif magnetis memiliki desain kontak (ETM2), non-kontak (ETM4), dan rem (ETM6). Kopling dengan kabel arus pada kontak dibedakan dengan keandalan yang rendah karena adanya kontak geser, oleh karena itu, pada drive terbaik, kopling elektromagnetik dengan kabel tetap digunakan. Mereka memiliki celah udara tambahan.

Kopling nirkontak dibedakan dengan adanya sirkuit magnetik komposit yang dibentuk oleh badan spul dan dudukan, yang dipisahkan oleh apa yang disebut jarak pemberat. Kursi spool diperbaiki sementara elemen kabel arus kontak terputus. Karena jarak bebas, perpindahan panas dari cakram gesekan ke koil berkurang, yang meningkatkan keandalan kopling dalam kondisi parah.

Direkomendasikan untuk menggunakan kopling ETM4 sebagai pemandu, jika diizinkan oleh kondisi pemasangan, dan kopling ETM6 sebagai kopling rem.

Kopling ETM4 beroperasi dengan andal pada kecepatan tinggi dan start yang sering. Kopling ini kurang sensitif terhadap kontaminasi oli dibandingkan ETM2, keberadaan partikel padat dalam oli dapat menyebabkan keausan sikat yang abrasif, oleh karena itu kopling ETM2 dapat digunakan jika tidak ada batasan tertentu dan pemasangan kopling ETM4 sulit menurut pemasangannya kondisi desain.

Kopling dengan desain ETM6 akan digunakan sebagai kopling rem. Konektor ETM2 dan ETM4 tidak boleh digunakan untuk pengereman dengan skema "terbalik", mis. dengan kopling berputar dan tali tetap. Untuk memilih kopling, perlu untuk mengevaluasi: torsi statis (ditransmisikan), torsi dinamis, waktu transien dalam penggerak, kerugian rata-rata, energi satuan, dan torsi sisa saat diam.