Motor listrik frekuensi tinggi
Saat menggerinda lubang kecil, diperlukan kecepatan spindel gerinda yang sangat tinggi untuk mencapai kecepatan potong yang memadai. Jadi, saat menggerinda lubang berdiameter 5 mm dengan lingkaran berdiameter 3 mm dengan kecepatan hanya 30 m / s, spindel harus memiliki kecepatan putaran 200.000 rpm.
Penerapan untuk meningkatkan kecepatan penggerak sabuk dibatasi oleh putaran sabuk maksimum yang diperbolehkan. Kecepatan putaran spindel yang digerakkan oleh sabuk biasanya tidak melebihi 10.000 putaran per menit, dan sabuk tergelincir, cepat rusak (setelah 150-300 jam) dan menimbulkan getaran selama pengoperasian.
Roda pneumatik berkecepatan tinggi juga tidak selalu cocok karena kelembutan karakteristik mekanisnya yang sangat signifikan.
Masalah pembuatan spindel berkecepatan tinggi sangat penting untuk produksi bantalan bola, di mana diperlukan gerinda internal dan alur berkualitas tinggi. Dalam hal ini, banyak model yang disebut elektrospindel dengan kecepatan putaran 12.000-50.000 rpm dan lebih banyak lagi digunakan dalam industri perkakas mesin dan bantalan bola.
Spindel listrik (Gbr. 1) adalah spindel gerinda tiga hidung dengan motor sangkar-tupai frekuensi tinggi bawaan. Rotor motor terletak di antara dua taji di ujung poros berlawanan dengan roda gerinda.
Konstruksi dengan dua atau empat penyangga lebih jarang digunakan. Dalam kasus terakhir, poros motor dihubungkan ke spindel menggunakan kopling.
Stator motor spindel dirakit dari lembaran baja listrik. Ini memiliki kumparan bipolar di atasnya. Rotor motor dengan kecepatan putaran hingga 30-50 ribu putaran per menit juga diputar dari lembaran logam dan dilengkapi dengan belitan hubung singkat konvensional. Mereka cenderung mengurangi diameter rotor sebanyak mungkin.
Pada kecepatan di atas 50.000 rpm, karena rugi-rugi yang signifikan, stator dilengkapi selubung dengan pendingin air yang mengalir. Rotor mesin yang dirancang untuk beroperasi pada kecepatan seperti itu dibuat dalam bentuk silinder baja padat.
Pilihan jenis bantalan sangat penting untuk pengoperasian elektrospindel. Bantalan bulat dengan akurasi yang ditingkatkan digunakan pada kecepatan rotasi hingga -50.000 rpm Bantalan tersebut harus memiliki jarak bebas maksimum tidak lebih dari 30 mikron, yang dicapai dengan pengisian yang tepat. Bearing beroperasi dengan preload yang dibuat menggunakan pegas yang dikalibrasi. Kehati-hatian harus dilakukan saat mengkalibrasi pegas preload bantalan bola dan memilih yang pas.
Pada kecepatan rotasi di atas 50.000 putaran per menit, bantalan jurnal bekerja dengan memuaskan saat didinginkan secara intensif oleh oli kerja yang disuplai oleh pompa khusus. Terkadang pelumas disuplai dalam keadaan disemprot.
Elektrospindel frekuensi tinggi 100.000 rpm juga dibangun di atas bantalan aerodinamis (bantalan berpelumas udara).
Produksi motor listrik frekuensi tinggi membutuhkan pembuatan bagian-bagian individual yang sangat presisi, penyeimbangan dinamis rotor, perakitan yang presisi, dan memastikan keseragaman yang ketat dari celah antara stator dan rotor.
Sehubungan dengan hal tersebut di atas, produksi spindel listrik dilakukan sesuai dengan kondisi teknis khusus.
Ara. 1. Spindel gerinda listrik frekuensi tinggi.
Efisiensi motor frekuensi tinggi relatif kecil. Hal ini disebabkan adanya peningkatan rugi-rugi baja dan rugi-rugi gesekan bantalan.
Dimensi dan bobot motor listrik frekuensi tinggi relatif kecil.
Beras. 2. Spindel listrik frekuensi tinggi modern
Penggunaan spindel listrik sebagai pengganti penggerak sabuk dalam produksi bantalan bola meningkatkan produktivitas tenaga kerja mesin gerinda internal setidaknya 15-20% dan secara tajam mengurangi penolakan pada lancip, ovalitas, dan kebersihan permukaan. Daya tahan spindel gerinda meningkat 5-10 kali atau lebih.
Penggunaan spindel berkecepatan tinggi untuk mengebor lubang dengan diameter kurang dari 1 mm juga sangat menarik.
Frekuensi suplai arus ke motor listrik frekuensi tinggi dipilih tergantung pada kecepatan putaran yang diperlukan n dari motor listrik sesuai dengan rumus
karena p = 1.
Jadi, pada kecepatan putaran spindel listrik 12.000 dan 120.000 rpm, diperlukan frekuensi masing-masing 200 dan 2000 Hz.
Generator frekuensi tinggi khusus sebelumnya digunakan untuk menggerakkan motor frekuensi tinggi.Sekarang, untuk tujuan ini, konverter frekuensi statis digunakan pada transistor efek medan berkecepatan tinggi.
Dalam gambar. 3 menunjukkan generator induksi sinkron tiga fase produksi dalam negeri (tipe GIS-1). Seperti yang terlihat dari gambar, terdapat alur lebar dan sempit pada stator generator semacam itu. Belitan medan, yang gulungannya terletak di slot lebar stator, disuplai dengan arus searah. Medan magnet belitan ini tertutup melalui gigi stator dan proyeksi rotor seperti yang ditunjukkan pada gambar. 3 dengan garis putus-putus.
Beras. 3. Generator arus induksi dengan peningkatan frekuensi.
Ketika rotor berputar, medan magnet yang bergerak di sepanjang tonjolan rotor melintasi belitan belitan arus bolak-balik yang terletak di slot sempit stator dan menginduksi arus bolak-balik e. dll. c.Frekuensi ini e. dll. c. tergantung pada kecepatan putaran dan jumlah telinga rotor. Gaya gerak listrik yang diinduksi oleh fluks yang sama pada belitan belitan medan membatalkan satu sama lain karena aktivasi belitan yang akan datang.
Koil eksitasi diumpankan melalui penyearah selenium yang terhubung ke listrik AC. Baik stator maupun rotor memiliki inti magnet yang terbuat dari baja lembaran.
Generator dengan desain yang dijelaskan diproduksi dengan daya nominal 1,5; 3 dan 6 kW dan pada frekuensi 400, 600, 800 dan 1200 Hz. Kecepatan nominal putaran generator sinkron adalah 3000 rpm.