Acionamento elétrico usando diferentes tipos de embreagens eletromagnéticas

Para instalações que requerem regulação da velocidade de rotação usando as máquinas e dispositivos mais simples, podem ser usados ​​acionamentos elétricos com embreagens eletromagnéticas de vários tipos.

Eles são os mais comuns embreagens de deslizamento eletromagnético, com a qual é relativamente fácil proteger os elementos de uma máquina de trabalho contra danos com um aumento acentuado das cargas, ajustar a velocidade de rotação, obter características especiais e melhorar as propriedades de partida de um acionamento elétrico ao usar motores com um pequeno torque de partida (motores de indução de rotor esquilo e motores síncronos).

Uma embreagem de deslizamento eletromagnético é uma máquina elétrica que consiste em duas partes, um indutor e uma armadura, que são arranjadas concentricamente e separadas por um entreferro.A parte da embreagem firmemente conectada ao eixo do motor elétrico é a parte de acionamento, e a segunda parte conectada ao eixo de acionamento da máquina de trabalho é a parte acionada.

Um indutor possui pólos com uma bobina de excitação que recebe energia de uma fonte CC por meio de anéis coletores. A armadura é um circuito magnético feito de chapa de aço elétrico, com um enrolamento de curto-circuito em forma de gaiola de esquilo.

O princípio de operação da embreagem é o mesmo o princípio de funcionamento de um motor assíncrono multifásico… Mas em um motor de indução, um campo magnético rotativo é criado por meio de um enrolamento polifásico fornecido por uma fonte de corrente alternada com uma mudança de fase correspondente e, em uma embreagem deslizante, os pólos giram com um fluxo magnético constante em relação ao curto-circuito.

Nesta bobina, sob a ação de um fluxo magnético, corrente alternada fem, amplitude e frequência que depende da diferença entre as velocidades das partes acionadas e acionadas da embreagem, ocorre uma corrente e um torque.

Ao alterar a corrente no enrolamento de campo, é possível obter diferentes características mecânicas, representando a dependência do torque transmitido no escorregamento da embreagem, que se assemelham às características mecânicas de um motor assíncrono polifásico ao ajustar a tensão fornecida a ele.

O projeto mais simples tem uma embreagem eletromagnética com uma armadura de núcleo de aço sólido. O torque desta embreagem é gerado correntes parasitas induzidas no núcleo.

Esse design do conector aumenta significativamente sua confiabilidade, pois um núcleo maciço, aquecido por correntes parasitas que fluem nele, tem contato direto com o ambiente externo e o calor é melhor removido do conector.

Normalmente, o indutor é a parte interna do conector provido de postes salientes com um enrolamento de campo alimentado através dos anéis coletores com corrente contínua.

As características mecânicas de um acoplamento eletromagnético com um circuito magnético maciço, devido à sua resistência significativa, têm a forma das características do reostato de um motor de indução.

Se for necessário que o torque do acoplamento permaneça aproximadamente constante, independentemente da quantidade de deslizamento, os pólos do indutor são feitos de uma forma especial - na forma de um bico ou garra.

Uma quantidade relativamente pequena de energia é consumida para excitar a embreagem, que não é proporcional à potência transmitida pela embreagem e varia de 0,1 a 2,0%. Números menores referem-se a conectores de alta potência e números maiores a conectores de baixa potência. Assim, em um acoplador que transmite uma potência de 450 kW, as perdas de excitação são de 600 W, e em um acoplador para uma potência de 5 kW - cerca de 100 W.

Um sistema de embreagem eletromagnética fornece a faixa de controle de velocidade necessária, geralmente variando a corrente na bobina do indutor. Mas a eficiência do acionamento neste caso será menor do que ao ajustar o reostato. Isso ocorre porque a eficiência geral do acionamento é igual ao produto da eficiência da própria embreagem pela eficiência do motor.

As perdas de acoplamento são determinadas principalmente pelas perdas de deslizamento geradas na armadura de acoplamento. No caso de engates potentes, é necessário um dispositivo especial para remover uma quantidade significativa de calor.

Embreagens eletromagnéticas oferecem propriedades valiosas combinadas com operação confiável motor assíncrono gaiola de esquilo.

Um motor de gaiola de esquilo tem um torque de partida relativamente baixo, uma corrente de partida significativa e um torque crítico suficientemente alto. Portanto, com a ajuda de uma embreagem eletromagnética, o motor pode ser iniciado na ausência de corrente na bobina de excitação da embreagem, ou seja. quando o torque transmitido pela embreagem é zero. Nesse caso, o motor acelera rapidamente sem carga e seu aquecimento é insignificante.

Depois que o motor se move para a parte de trabalho da característica, uma corrente é fornecida à bobina de excitação da embreagem, o que causa o aparecimento de um momento eletromagnético nela. A parte acionada do acoplamento permanecerá estacionária até que o momento transmitido pelo acoplamento exceda o momento da carga estática.

Ao mesmo tempo, a parte motriz da embreagem carregará o motor com um torque da mesma magnitude aplicado à parte movida da embreagem. Nesse caso, o motor pode desenvolver um torque próximo ao crítico e exceder significativamente seu torque de partida, e a corrente do motor será menor do que na partida.

Portanto, o uso de uma embreagem eletromagnética é melhorado propriedades de partida do motor elétricoEu sou.Da mesma forma, as propriedades de partida de um motor síncrono, que são muito piores do que as de um motor de indução tipo gaiola de esquilo, podem ser melhoradas.

Uma das variedades de embreagens eletromagnéticas são conectores preenchidos com pós magnéticos… A principal diferença entre a embreagem a pó e as embreagens deslizantes descritas acima é que o pó de ferro (geralmente misturado com óleo) é colocado entre duas partes rotativas da embreagem encerradas em uma carcaça vedada.

Se a bobina de campo não estiver energizada, o pó de ferro está em um estado desordenado. Quando uma corrente é fornecida à bobina de excitação, sob a ação de seu campo magnético, a poeira se localizará ao longo das linhas de força magnética, formando uma espécie de circuito que fecha o entreferro e garante a transferência de energia do condutor parte da embreagem para os acionamentos. Quanto maior a corrente de excitação, maior o torque que a embreagem pode transmitir.

A embreagem de pó eletromagnético fornece não apenas partida, mas também regulagem de velocidade, e também pode ser usada como embreagem de segurança que limita o torque máximo transmitido ao eixo da máquina de trabalho.

Devido à alta permeabilidade magnética do pó de ferro em comparação com o ar, o acoplamento requer uma potência de excitação significativamente menor do que o acoplamento por indução.

De acordo com o método de fornecer corrente aos enrolamentos de campo, os conectores de poeira de contato e sem contato são diferenciados. Nos conectores de contato, a bobina de excitação está localizada na parte rotativa e a bobina é energizada através dos anéis coletores.

A bobina de excitação dos conectores sem contato é colocada na parte estacionária do circuito magnético, separada dos elementos rotativos por um pequeno entreferro.

Em alguns casos, as embreagens eletromagnéticas de pó e de indução são incorporadas aos corpos da máquina de trabalho, semelhantes a motores elétricos personalizados ou combinadas em um projeto comum com seu motor de acionamento. Com esta solução, as dimensões e o peso do drive são significativamente reduzidos.

Em alguns casos, embreagens hidráulicas ou conversores de torque são usados ​​em vez de embreagens eletromagnéticas. Então o acionamento é chamado de hidráulico.

Recentemente, na modernização do equipamento elétrico de máquinas de corte de metal, máquinas e outros diversos mecanismos de produção, um acionamento elétrico é substituído por acoplamentos de indução e pó de um acionamento elétrico controlado por frequência usando motores de indução tipo gaiola de esquilo acionados por através de conversores de frequência.