Elektromagnetske spojnice
U principu, elektromagnetska spojka nalikuje asinkronom motoru, ali se od njega razlikuje po tome što će magnetski tok u njemu stvoriti ne trofazni sustav, već rotirajući polovi pobuđeni istosmjernom strujom.
Elektromagnetske spojke koriste se za zatvaranje i otvaranje kinematičkih krugova bez zaustavljanja vrtnje, na primjer u mjenjačima i mjenjačima, kao i za pokretanje, rikverc i kočenje pogona alatnih strojeva. Korištenje kvačila omogućuje vam odvajanje pokretanja motora i mehanizama, smanjenje vremena pokretanja struje, uklanjanje udara u elektromotorima i mehaničkim prijenosima, osiguravanje glatkog ubrzanja, uklanjanje preopterećenja, klizanja itd. Naglo smanjenje startnih gubitaka u motorima uklanja ograničenje dopuštenog broja pokretanja, što je vrlo važno u cikličkom radu motora.
Elektromagnetska spojka je pojedinačni regulator brzine i električni je stroj koji se koristi za prijenos okretnog momenta s pogonske osovine na pogonsku osovinu pomoću elektromagnetskog polja, a sastoji se od dva glavna rotirajuća dijela: armature (u većini slučajeva to je masivno tijelo) i induktor namotan u polju ... Armatura i induktor nisu međusobno mehanički kruto povezani. Obično je armatura spojena na pogonski motor, a induktor na pogonski stroj.
Kada se pogonski motor pogonske osovine kvačila okreće, u nedostatku struje u uzbudnom svitku, induktor, a s njim i pogonska osovina, ostaju nepomični. Kada se na uzbudni svitak dovede istosmjerna struja, u magnetskom krugu spojke (induktor - zračni raspor - armatura) nastaje magnetski tok. Kada se armatura okreće u odnosu na induktor, u njemu se inducira EMF i nastaje struja čija interakcija s magnetskim poljem zračnog raspora uzrokuje pojavu elektromagnetskog momenta.
Elektromagnetske indukcijske spojnice mogu se klasificirati prema sljedećim kriterijima:
-
na principu momenta (asinkroni i sinkroni);
-
po prirodi raspodjele magnetske indukcije u zračnom rasporu;
-
po konstrukciji armature (kod masivne armature i kod armature s kaveznim namotom);
-
metodom napajanja uzbudnog svitka; putem hlađenja.
Oklopljeni i induktorski konektori su najčešće korišteni zbog jednostavnosti dizajna.Takve spojnice uglavnom se sastoje od nazubljenog induktora namotanog polja postavljenog na jednu osovinu s vodljivim kliznim prstenovima i glatke cilindrične čvrste feromagnetske armature spojene na drugu osovinu spojke.
Uređaj, princip rada i karakteristike elektromagnetskih spojnica.
Elektromagnetske spojke koje se koriste za automatsko upravljanje dijele se na suhe i viskozne spojke te klizne spojke.
Suha tarna spojka prenosi snagu s jedne osovine na drugu preko tarnih diskova 3. Diskovi imaju mogućnost kretanja duž žljebova osi vratila i pogonske poluspojke. Kada struja prolazi kroz zavojnicu 1, armatura 2 sabija diskove između kojih postoji sila trenja. Relativne mehaničke karakteristike kvačila prikazane su na sl. 1, b.
Spojke s viskoznim trenjem imaju konstantan razmak δ između glavne 1 i pomoćne 2 poluspojke. U rasporu se uz pomoć zavojnice 3 stvara magnetsko polje koje djeluje na punilo (feritno željezo s talkom ili grafitom) i stvara elementarne lance magneta.U tom slučaju punilo kao da hvata pogonjeni i pogonjeni poluspojnice. Kada se struja isključi, magnetsko polje nestaje, strujni krugovi se prekidaju i polukonektori klize jedan u odnosu na drugi. Relativne mehaničke karakteristike kvačila prikazane su na sl. 1, e. Ove elektromagnetske spojke omogućuju glatku kontrolu brzine vrtnje pod velikim opterećenjima na izlaznom vratilu.
Elektromagnetske spojke: a — dijagram suhe tarne spojke, b — mehanička karakteristika tarne spojke, c — dijagram viskozne tarne spojke, d — dijagram zahvata feritnog punila, e — mehanička karakteristika viskozne tarne spojke, e — dijagram klizne spojke, g — mehanička klizna spojka.
Klizna spojka sastoji se od dvije polu-spojnice u obliku zuba (vidi sliku 1, e) i zavojnice. Kada struja prolazi kroz zavojnicu, formira se zatvoreno magnetsko polje. Kada se okreću, konektori klize jedan u odnosu na drugi, zbog čega nastaje izmjenični magnetski tok, što je razlog za pojavu EMF-a. itd. v. i struje. Međudjelovanje generiranih magnetskih tokova pokreće pogonsku polukariku u rotaciju.
Karakteristika tarne polovice kvačila prikazana je na sl. 1, g. Glavna svrha takvih kvačila je stvoriti najpovoljnije startne uvjete, kao i izgladiti dinamička opterećenja tijekom rada motora.
Elektromagnetske klizne spojke imaju brojne nedostatke: nisku učinkovitost pri malim okretajima, mali prijenos momenta, nisku pouzdanost u slučaju naglih promjena opterećenja i značajnu inerciju.
Donja slika prikazuje shematski dijagram kontrole kliznog kvačila uz prisutnost povratne informacije o brzini pomoću tahogeneratora spojenog na izlaznu osovinu električnog pogona. Signal iz tahogeneratora uspoređuje se s referentnim signalom i razlika tih signala dovodi do pojačala Y, s čijeg izlaza se napaja uzbudni svitak OF spojke.
NOsnovna shema upravljanja kliznim spojkama i umjetnim mehaničkim karakteristikama s automatskim podešavanjem
Ove karakteristike nalaze se između krivulja 5 i 6, koje praktički odgovaraju minimalnim i nominalnim vrijednostima struja pobude sprege. Povećanje raspona regulacije brzine vrtnje pogona povezano je sa značajnim gubicima u kliznoj spojki, koji se uglavnom sastoje od gubitaka u armaturi i namotu uzbuda. Osim toga, gubici armature, osobito s povećanjem klizanja, značajno prevladavaju nad ostalim gubicima i iznose 96 - 97% maksimalne snage koju prenosi spojka. Pri konstantnom momentu opterećenja brzina vrtnje pogonskog vratila kvačila je konstantna, tj. n = konst, ω = konst.
Imam elektromagnetske praškaste spojke, veza između pogonskih i gonjenih dijelova provodi se povećanjem viskoznosti smjesa koje popunjavaju razmak između spojnih površina spojnica s povećanjem magnetskog toka u tom razmaku. Glavna komponenta takvih smjesa su feromagnetski prahovi, na primjer, karbonilno željezo. Kako bi se eliminiralo mehaničko razaranje čestica željeza uslijed sila trenja ili njihovog prianjanja, dodaju se posebna punila - tekuća (sintetičke tekućine, industrijsko ulje ili rasuti (cinkovi ili magnezijevi oksidi, kvarcni prah). Takvi konektori imaju veliku brzinu reakcije, ali je njihova pogonska pouzdanost nedovoljna za široku primjenu u strojogradnji.
Pogledajmo jednu od shema za glatko podešavanje brzine vrtnje od ID pogona, koji radi preko klizne spojke M do MI pogona.
Shema uključivanja klizne spojke za podešavanje brzine vrtnje pogona
Kada se promijeni opterećenje pogonske osovine, promijenit će se i izlazni napon TG tahogeneratora, zbog čega će se razlika između magnetskih tokova F1 i F2 pojačala električnog stroja povećati ili smanjiti, čime se mijenja napon na izlazu. EMU-a i veličine struje u svitku spojke.
Elektromagnetske spojnice ETM
Elektromagnetske spojke serije ETM s magnetski vodljivim diskovima su kontaktne (ETM2), beskontaktne (ETM4) i kočione (ETM6) izvedbe. Spojke s strujnom žicom na kontaktu odlikuju se niskom pouzdanošću zbog prisutnosti kliznog kontakta, stoga se u najboljim pogonima koriste elektromagnetske spojke s fiksnom žicom. Imaju dodatne zračne raspore.
Beskontaktne spojke odlikuju se prisutnošću kompozitnog magnetskog kruga koji čine tijelo i sjedište kalema, koji su odvojeni takozvanim balastnim razmacima. Sjedište kalema je fiksirano dok su elementi žice kontaktne struje isključeni. Zbog zazora smanjuje se prijenos topline s tarnih diskova na zavojnicu, što povećava pouzdanost kvačila u teškim uvjetima.
Preporuča se koristiti ETM4 spojke kao vodilice, ako to dopuštaju uvjeti ugradnje, a ETM6 spojke kao kočne spojke.
ETM4 spojke rade pouzdano pri velikim brzinama i čestim paljenjima. Ove spojke su manje osjetljive na kontaminaciju uljem od ETM2, prisutnost čvrstih čestica u ulju može uzrokovati abrazivno trošenje četkica, stoga se ETM2 spojke mogu koristiti ako nema određenih ograničenja, a ugradnja ETM4 spojki je teška prema ugradnji uvjeti projektiranja.
Spojke s dizajnom ETM6 treba koristiti kao kočne spojke. Priključci ETM2 i ETM4 ne smiju se koristiti za kočenje prema "obrnutoj" shemi, tj. s rotirajućom spojkom i fiksnim remenom. Za odabir spojnica potrebno je procijeniti: statički (preneseni) moment, dinamički moment, prijelazno vrijeme u pogonu, prosječne gubitke, jediničnu energiju i preostali moment mirovanja.