Accoppiamenti elettromagnetici
In linea di principio, la frizione elettromagnetica assomiglia a un motore asincrono, allo stesso tempo differisce da esso in quanto il flusso magnetico in esso sarà creato non da un sistema trifase, ma da poli rotanti eccitati dalla corrente continua.
Le frizioni elettromagnetiche vengono utilizzate per chiudere e aprire i circuiti cinematici senza arrestare la rotazione, ad esempio nei riduttori e nei riduttori, nonché per avviare, invertire e frenare gli azionamenti delle macchine utensili. L'uso di frizioni consente di separare l'avvio di motori e meccanismi, ridurre il tempo di avviamento della corrente, eliminare gli urti sia nei motori elettrici che nelle trasmissioni meccaniche, garantire un'accelerazione regolare, eliminare sovraccarichi, slittamenti, ecc. Una forte riduzione delle perdite di avviamento nei motori rimuove il limite al numero consentito di avviamenti, che è molto importante nel funzionamento ciclico del motore.
La frizione elettromagnetica è un regolatore di velocità individuale ed è una macchina elettrica utilizzata per trasmettere la coppia dall'albero motore all'albero condotto utilizzando un campo elettromagnetico ed è costituita da due parti rotanti principali: un'armatura (nella maggior parte dei casi si tratta di un corpo massiccio) e induttore ad avvolgimento di campo ... L'armatura e l'induttore non sono collegati meccanicamente rigidamente tra loro. Di solito l'armatura è collegata al motore di azionamento e l'induttore è collegato alla macchina in movimento.
Quando il motore di azionamento dell'albero motore della frizione ruota, in assenza di corrente nella bobina di eccitazione, l'induttore, e con esso l'albero condotto, rimangono fermi. Quando la corrente continua viene applicata alla bobina di eccitazione, si verifica un flusso magnetico nel circuito magnetico dell'accoppiamento (induttore - traferro - armatura). Quando l'armatura ruota rispetto all'induttore, nel primo viene indotta una EMF e si forma una corrente, la cui interazione con il campo magnetico del traferro provoca la comparsa di una coppia elettromagnetica.
Gli accoppiamenti ad induzione elettromagnetica possono essere classificati secondo i seguenti criteri:
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basato sul principio della coppia (asincrono e sincrono);
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dalla natura della distribuzione dell'induzione magnetica nel traferro;
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dalla costruzione dell'indotto (con indotto massiccio e con indotto con avvolgimento a gabbia di scoiattolo);
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dal metodo di alimentazione della bobina di eccitazione; per mezzo del raffreddamento.
I connettori corazzati e induttori sono i più utilizzati per la semplicità del loro design.Tali accoppiamenti consistono principalmente in un induttore dentato avvolto in campo montato su un albero con collettori rotanti conduttivi e un'armatura ferromagnetica solida cilindrica liscia collegata all'altro albero dell'accoppiamento.
Dispositivo, principio di funzionamento e caratteristiche degli accoppiamenti elettromagnetici.
Le frizioni elettromagnetiche utilizzate per il controllo automatico sono suddivise in frizioni a secco e viscose e frizioni scorrevoli.
Una frizione a secco trasmette la potenza da un albero all'altro attraverso i dischi di attrito 3. I dischi hanno la capacità di muoversi lungo le scanalature dell'asse dell'albero e del semigiunto condotto. Quando la corrente viene applicata alla bobina 1, l'armatura 2 comprime i dischi tra i quali vi è una forza di attrito. Le relative caratteristiche meccaniche della frizione sono riportate in Fig. 1, b.
Le frizioni ad attrito viscoso hanno un gioco costante δ tra le semifrizioni master 1 e slave 2. Nell'intercapedine, con l'ausilio della bobina 3, si crea un campo magnetico che agisce sul filler (ferrite ferritica con talco o grafite) e forma catene elementari di magneti, in questo caso il filler sembra captare il guidato e il guidato semigiunti. Quando la corrente viene interrotta, il campo magnetico scompare, i circuiti si interrompono e i semiconnettori scorrono l'uno rispetto all'altro. Le relative caratteristiche meccaniche della frizione sono riportate in Fig. 1, e. Queste frizioni elettromagnetiche consentono un controllo regolare della velocità di rotazione sotto carichi elevati sull'albero di uscita.
Accoppiamenti elettromagnetici: a - diagramma dell'accoppiamento ad attrito secco, b - caratteristica meccanica dell'accoppiamento ad attrito, c - diagramma dell'accoppiamento ad attrito viscoso, d - diagramma dell'innesto del riempitivo di ferrite, e - caratteristica meccanica dell'accoppiamento ad attrito viscoso, e - diagramma di una frizione scorrevole, g - frizione meccanica a slittamento.
Una frizione scorrevole è costituita da due semiaccoppiatori a forma di denti (vedi Fig. 1, e) e una bobina. Quando la corrente viene applicata alla bobina, si forma un campo magnetico chiuso. Durante la rotazione, i connettori scorrono l'uno rispetto all'altro, a seguito del quale si forma un flusso magnetico alternato, questo è il motivo del verificarsi di EMF. eccetera. v. e correnti. L'interazione dei flussi magnetici generati spinge in rotazione il mezzo collegamento condotto.
La caratteristica della metà di attrito della frizione è mostrata in fig. 1, g. Lo scopo principale di tali frizioni è creare le condizioni di avviamento più favorevoli, nonché appianare i carichi dinamici durante il funzionamento del motore.
Gli innesti elettromagnetici a strisciamento presentano una serie di svantaggi: basso rendimento ai bassi giri, bassa coppia trasmessa, bassa affidabilità in caso di sbalzi di carico e notevole inerzia.
La figura seguente mostra un diagramma schematico del controllo della frizione di sicurezza in presenza di retroazione di velocità utilizzando una dinamo tachimetrica collegata all'albero di uscita dell'azionamento elettrico. Il segnale proveniente dalla dinamo tachimetrica viene confrontato con il segnale di riferimento e la differenza di questi segnali viene inviata all'amplificatore Y, dalla cui uscita viene alimentata la bobina di eccitazione dell'accoppiamento OF.
NSchema di controllo di base frizioni scorrevoli e caratteristiche meccaniche artificiali con regolazione automatica
Queste caratteristiche si trovano tra le curve 5 e 6, che corrispondono praticamente ai valori minimi e nominali delle correnti di eccitazione dell'accoppiamento. L'aumento del campo di controllo della velocità di trasmissione è associato a perdite significative nella frizione a slittamento, che consistono principalmente in perdite nell'armatura e nell'avvolgimento di campo. Inoltre, le perdite di armatura, in particolare con l'aumento dello scorrimento, prevalgono in modo significativo su altre perdite e ammontano al 96-97% della potenza massima trasmessa dall'accoppiamento. A un momento di carico costante, la velocità di rotazione dell'albero di trasmissione della frizione è costante, ovvero n = cost, ω = cost.
Ho giunti a polvere elettromagnetica, il collegamento tra la parte motrice e quella condotta viene effettuato aumentando la viscosità delle miscele riempiendo lo spazio tra le superfici di accoppiamento degli innesti con un aumento del flusso magnetico in questo spazio. Il componente principale di tali miscele sono le polveri ferromagnetiche, ad esempio il ferro carbonilico. Al fine di eliminare la distruzione meccanica delle particelle di ferro dovute alle forze di attrito o alla loro adesione, vengono aggiunti riempitivi speciali: liquidi (fluidi sintetici, olio industriale o sfusi (ossidi di zinco o magnesio, polvere di quarzo). Tali connettori hanno un'elevata velocità di reazione, ma la loro affidabilità operativa è insufficiente per un'ampia applicazione nell'ingegneria meccanica.
Diamo un'occhiata a uno degli schemi per regolare agevolmente la velocità di rotazione dall'azionamento ID, che funziona attraverso la frizione scorrevole M all'azionamento MI.
Schema di inclusione della frizione scorrevole per la regolazione della velocità di rotazione dell'azionamento
Quando il carico sull'albero motore cambia, cambierà anche la tensione di uscita del tachogeneratore TG, per cui la differenza tra i flussi magnetici F1 e F2 dell'amplificatore della macchina elettrica aumenterà o diminuirà, cambiando così la tensione in uscita dell'EMU e l'entità della corrente nella bobina della frizione.
Giunti elettromagnetici ETM
Le frizioni elettromagnetiche della serie ETM con dischi magneticamente conduttivi sono a contatto (ETM2), senza contatto (ETM4) e con freno (ETM6). Gli accoppiamenti con un filo di corrente su un contatto si distinguono per la bassa affidabilità dovuta alla presenza di un contatto strisciante, pertanto, nei migliori azionamenti vengono utilizzati accoppiamenti elettromagnetici con filo fisso. Hanno spazi d'aria aggiuntivi.
Gli accoppiamenti senza contatto si distinguono per la presenza di un circuito magnetico composito formato da corpo bobina e sede, separati dai cosiddetti giochi di zavorra. La sede della bobina è fissa mentre gli elementi del filo di corrente di contatto sono scollegati. A causa del gioco, il trasferimento di calore dai dischi di attrito alla bobina è ridotto, il che aumenta l'affidabilità della frizione in condizioni gravose.
Si consiglia di utilizzare i giunti ETM4 come guide, se consentito dalle condizioni di installazione, e i giunti ETM6 come giunti frenanti.
Le frizioni ETM4 funzionano in modo affidabile ad alta velocità e avviamenti frequenti. Queste frizioni sono meno sensibili alla contaminazione dell'olio rispetto alle ETM2, la presenza di particelle solide nell'olio può causare l'usura abrasiva delle spazzole, pertanto le frizioni ETM2 possono essere utilizzate se non ci sono determinate restrizioni e l'installazione delle frizioni ETM4 è difficile in base all'installazione condizioni di progettazione.
I giunti con esecuzione ETM6 devono essere utilizzati come giunti freno. I connettori ETM2 ed ETM4 non devono essere utilizzati per la frenatura secondo lo schema "invertito", cioè con pochette rotante e cinturino fisso. Per selezionare gli accoppiamenti è necessario valutare: coppia statica (trasmessa), coppia dinamica, tempo transitorio nel drive, perdite medie, energia unitaria e coppia residua a riposo.