Motores elétricos de alta frequência

Ao retificar furos pequenos, são necessárias velocidades muito altas do fuso de retificação para atingir velocidades de corte adequadas. Portanto, ao retificar furos com diâmetro de 5 mm com um círculo de diâmetro de 3 mm a uma velocidade de apenas 30 m / s, o fuso deve ter uma velocidade de rotação de 200.000 rpm.

A aplicação para aumentar a velocidade do acionamento por correia é limitada pelas revoluções máximas permitidas da correia. A velocidade de rotação dos fusos acionados por correias geralmente não excede 10.000 rotações por minuto, e as correias escorregam, falham rapidamente (após 150-300 horas) e criam vibrações durante a operação.

Rodas pneumáticas de alta velocidade também nem sempre são adequadas devido à suavidade muito significativa de suas características mecânicas.

O problema de criar fusos de alta velocidade é de particular importância para a produção de rolamentos de esferas, onde é necessária retificação interna e ranhurada de alta qualidade. A esse respeito, vários modelos dos chamados eletromandris com velocidades de rotação de 12.000 a 50.000 rpm e mais são usados ​​na indústria de máquinas-ferramenta e rolamentos de esferas.

O fuso elétrico (Fig. 1) é um fuso de moagem de três pontas com um motor de gaiola de esquilo de alta frequência embutido. O rotor do motor está localizado entre dois esporões na extremidade do eixo oposto ao rebolo.

As construções com dois ou quatro apoios são menos utilizadas. Neste último caso, o eixo do motor é conectado ao fuso por meio de um acoplamento.

O estator do motor do fuso é montado em chapa de aço elétrico. Tem uma bobina bipolar nele. O rotor do motor em velocidades de rotação de até 30-50 mil rotações por minuto também é discado de chapa de metal e equipado com um enrolamento de curto-circuito convencional. Eles tendem a reduzir o diâmetro do rotor tanto quanto possível.

Em velocidades acima de 50.000 rpm, devido a perdas significativas, o estator é equipado com uma carcaça com resfriamento de água corrente. Os rotores dos motores projetados para operar nessas velocidades são feitos na forma de um cilindro sólido de aço.

A escolha do tipo de rolamento é de particular importância para a operação de eletromandris. Rolamentos esféricos com maior precisão são usados ​​em velocidades de rotação de até -50.000 rpm.. Esses rolamentos devem ter uma folga máxima de não mais que 30 mícrons, o que é alcançado pelo preenchimento adequado. Os rolamentos operam com uma pré-carga criada usando molas calibradas. Deve-se tomar muito cuidado ao calibrar as molas de pré-carga do rolamento de esferas e selecionar seu ajuste.

Em velocidades de rotação acima de 50.000 rotações por minuto, os mancais funcionam satisfatoriamente quando são intensamente resfriados por óleo de trabalho fornecido por uma bomba especial. Às vezes, o lubrificante é fornecido em estado de pulverização.

Eletromandris de alta frequência de 100.000 rpm também são construídos em rolamentos aerodinâmicos (mancais lubrificados a ar).

A produção de motores elétricos de alta frequência requer uma fabricação muito precisa de peças individuais, balanceamento dinâmico do rotor, montagem precisa e garantia de estrita uniformidade da folga entre o estator e o rotor.

Em conexão com o exposto, a produção de fusos elétricos é realizada de acordo com condições técnicas especiais.

Figo. 1. Eixo de moagem elétrico de alta frequência.

A eficiência dos motores de alta frequência é relativamente pequena. Isso se deve à presença de maiores perdas de aço e perdas por atrito do rolamento.

As dimensões e o peso dos motores elétricos de alta frequência são relativamente pequenos.

Arroz. 2. Fuso elétrico moderno de alta frequência

O uso de fusos elétricos em vez de acionamentos por correia na produção de rolamentos de esferas aumenta a produtividade do trabalho das retificadoras internas em pelo menos 15-20% e reduz drasticamente as rejeições em conicidade, ovalização e limpeza da superfície. A durabilidade dos fusos de retificação é aumentada em 5 a 10 vezes ou mais.

O uso de fusos de alta velocidade para fazer furos com diâmetro inferior a 1 mm também é de grande interesse.

A frequência da corrente que fornece o motor elétrico de alta frequência é selecionada dependendo da velocidade de rotação necessária n do motor elétrico de acordo com a fórmula

já que p = 1.

Assim, em velocidades de rotação de fusos elétricos de 12.000 e 120.000 rpm, são necessárias frequências de 200 e 2.000 Hz, respectivamente.

Geradores especiais de alta frequência foram usados ​​anteriormente para alimentar motores de alta frequência.Agora, para esses propósitos, conversores de frequência estáticos são usados ​​em transistores de efeito de campo de alta velocidade.

Na fig. 3 mostra um gerador de indução síncrono trifásico de produção doméstica (tipo GIS-1). Como pode ser visto no desenho, existem ranhuras largas e estreitas no estator desse gerador. O enrolamento de campo, cujas bobinas estão localizadas nas amplas ranhuras do estator, é alimentado com corrente contínua. O campo magnético desses enrolamentos é contido pelos dentes do estator e pelas projeções do rotor, conforme mostrado na fig. 3 com linha pontilhada.

Arroz. 3. Gerador de corrente de indução com frequência aumentada.

Quando o rotor gira, o campo magnético que se move ao longo das saliências do rotor atravessa as voltas do enrolamento de corrente alternada localizado nas fendas estreitas do estator e induz um e alternado. etc. c. A frequência deste e. etc. c. depende da velocidade de rotação e do número de orelhas do rotor. As forças eletromotrizes induzidas pelo mesmo fluxo nos enrolamentos de campo se anulam devido à ativação iminente das bobinas.

A bobina de excitação é alimentada através de um retificador de selênio conectado à rede elétrica CA. Tanto o estator quanto o rotor possuem núcleos magnéticos feitos de chapa de aço.

Geradores com o design descrito são produzidos com potência nominal de 1,5; 3 e 6 kW e nas frequências de 400, 600, 800 e 1200 Hz. A velocidade nominal de rotação dos geradores síncronos é de 3000 rpm.