הנעה חשמלית באמצעות סוגים שונים של מצמדים אלקטרומגנטיים

עבור מתקנים הדורשים ויסות מהירות סיבוב באמצעות המכונות וההתקנים הפשוטים ביותר, ניתן להשתמש בכוננים חשמליים עם מצמדים אלקטרומגנטיים מסוגים שונים.

הם הנפוצים ביותר מצמדי החלקה אלקטרומגנטיים, בעזרתו קל יחסית להגן על רכיבי המכונה העובדת מפני נזק עם עלייה חדה בעומסים, להתאים את מהירות הסיבוב, להשיג מאפיינים מיוחדים ולשפר את תכונות ההתנעה של כונן חשמלי בעת שימוש במנועים עם נפח קטן. מומנט התחלתי (מנועי אינדוקציה של רוטור סנאי ומנועים סינכרוניים).

מצמד החלקה אלקטרומגנטי הוא מכונה חשמלית המורכבת משני חלקים, משרן ואבזור, המסודרים באופן קונצנטרי ומופרדים על ידי מרווח אוויר.החלק של המצמד המחובר בחוזקה לציר המנוע החשמלי הוא חלק ההנעה, והחלק השני המחובר לציר ההנעה של המכונה הפועלת הוא החלק המונע.

למשרן יש קטבים עם סליל מרגש המקבל כוח ממקור DC דרך טבעות החלקה. האבזור הוא מעגל מגנטי עשוי פלדה חשמלית, עם פיתול קצר חשמלי בצורת כלוב סנאי.

עקרון הפעולה של המצמד זהה עקרון הפעולה של מנוע אסינכרוני רב-פאזי... אבל במנוע אינדוקציה, שדה מגנטי מסתובב נוצר באמצעות פיתול רב-פאזי המסופק על ידי מקור זרם חילופין עם הסטת פאזה תואמת, ובמצמד החלקה הקטבים מסתובבים בשטף מגנטי קבוע ביחס לקצר.

בסליל זה, תחת פעולת שטף מגנטי, זרם חילופין emf, משרעת ותדר שתלוי בהבדל בין המהירויות של החלקים המונעים והמונעים של המצמד, נוצר זרם ומומנט.

על ידי שינוי הזרם בפיתול השדה, ניתן לקבל מאפיינים מכניים שונים, המייצגים את התלות של המומנט המועבר בהחלקת המצמד, הדומים למאפיינים המכניים של מנוע אסינכרוני רב-פאזי בעת התאמת המתח המסופק לו.

העיצוב הפשוט ביותר כולל מצמד אלקטרומגנטי עם אבזור ליבת פלדה מוצקה. מומנט המצמד הזה נוצר זרמי מערבולת המושרים בליבה.

עיצוב זה של המחבר מגביר משמעותית את אמינותו, שכן ליבה מסיבית, המחוממת על ידי זרמי מערבולת הזורמים בה, היא בעלת מגע ישיר עם הסביבה החיצונית, והחום מוסר טוב יותר מהמחבר.

בדרך כלל, המשרן הוא החלק הפנימי של המחבר המצויד בעמודים בולטים עם פיתול שדה המסופק דרך טבעות ההחלקה עם זרם ישר.

המאפיינים המכניים של צימוד אלקטרומגנטי עם מעגל מגנטי מסיבי, בשל ההתנגדות המשמעותית שלו, הם בעלי צורה של מאפייני ריאוסטט של מנוע אינדוקציה.

אם יש צורך שהמומנט של הצימוד יישאר קבוע בערך, ללא קשר לכמות ההחלקה, אז הקטבים של המשרן עשויים בצורה מיוחדת - בצורה של מקור או טופר.

כמות קטנה יחסית של כוח נצרכת כדי לעורר את המצמד, שאינו פרופורציונלי להספק שמעביר המצמד ומשתנה בין 0.1 ל-2.0%. מספרים קטנים יותר מתייחסים למחברים בהספק גבוה ומספרים גדולים יותר למחברים בהספק נמוך. אז במצמד שמשדר הספק של 450 קילוואט הפסדי עירור הם 600 וואט, ובמצמד להספק של 5 קילוואט - כ-100 וואט.

מערכת מצמד אלקטרומגנטית מספקת את טווח בקרת המהירות הדרוש, בדרך כלל על ידי שינוי הזרם בסליל המשרן. אבל היעילות של הכונן במקרה זה תהיה פחותה מאשר בעת התאמת ה-rheostat. הסיבה לכך היא שהיעילות הכוללת של הכונן שווה לתוצר של יעילות המצמד עצמו ויעילות המנוע.

הפסדי הצימוד נקבעים בעיקר על ידי הפסדי ההחלקה הנוצרים באבזור הצימוד. במקרה של צימודים חזקים, יש צורך במכשיר מיוחד כדי להסיר כמות משמעותית של חום.

מצמדים אלקטרומגנטיים מציעים תכונות יקרות ערך בשילוב פעולה אמינה מנוע אסינכרוני של כלוב סנאי.

למנוע כלוב סנאי יש מומנט התנעה נמוך יחסית, זרם התנעה משמעותי ומומנט קריטי גבוה מספיק. לכן, בעזרת מצמד אלקטרומגנטי, ניתן להתניע את המנוע בהיעדר זרם בסליל העירור של המצמד, כלומר. כאשר המומנט המועבר על ידי המצמד הוא אפס. במקרה זה, המנוע מאיץ במהירות ללא עומס והחימום שלו זניח.

לאחר שהמנוע עובר לחלק העובד של המאפיין, מסופק זרם לסליל העירור של המצמד, הגורם להופעת מומנט אלקטרומגנטי בו. החלק המונע של הצימוד יישאר נייח עד שהרגע המשודר על ידי הצימוד יעלה על מומנט העומס הסטטי.

במקביל, חלק ההנעה של המצמד יעמיס את המנוע במומנט בגודל זהה לזה המופעל על החלק המונע של המצמד. במקרה זה, המנוע יכול לפתח מומנט קרוב למומנט הקריטי ועולה משמעותית על מומנט ההתנעה שלו, וזרם המנוע יהיה פחות מאשר בעת ההתנעה.

לכן, השימוש במצמד אלקטרומגנטי משתפר תכונות התנעה של המנוע החשמליאני.באופן דומה, ניתן לשפר את תכונות ההתנעה של מנוע סינכרוני, שהן גרועות בהרבה מאלו של מנוע אינדוקציה של כלוב סנאי.

אחד מהזנים של מצמדים אלקטרומגנטיים הם מחברים מלאים באבקות מגנטיות... ההבדל העיקרי בין מצמד האבקה למצמדי ההחלקה שתוארו לעיל הוא שאבקת הברזל (בדרך כלל מעורבת בשמן) ממוקמת בין שני חלקים מסתובבים של המצמד הכלואים בתוך בית אטום.

אם סליל השדה אינו מופעל, אז אבקת הברזל נמצאת במצב לא מסודר. כאשר מסופק זרם לסליל העירור, אז תחת פעולת השדה המגנטי שלו, האבק ימוקם לאורך קווי הכוח המגנטיים, ויוצרים מעין מעגלים שסוגרים את פער האוויר ומבטיחים את העברת הכוח מהמובילים. חלק מהמצמד לכוננים.ככל שזרם העירור גדול יותר, כך המומנט שהמצמד יכול לשדר גדול יותר.

מצמד האבקה האלקטרומגנטי מספק לא רק התנעה, אלא גם ויסות מהירות, ויכול לשמש גם כמצמד בטיחות המגביל את המומנט המרבי המועבר לציר המכונה העובדת.

בשל החדירות המגנטית הגבוהה של אבק ברזל בהשוואה לאוויר, צימוד דורש פחות כוח עירור באופן משמעותי מאשר צימוד אינדוקציה.

על פי שיטת אספקת הזרם לפיתולי השדה, נבדלים מחברי מגע ואבק ללא מגע. במחברי מגע, סליל העירור ממוקם על החלק המסתובב, והסליל מופעל דרך טבעות ההחלקה.

סליל העירור של מחברים ללא מגע ממוקם על החלק הנייח של המעגל המגנטי, מופרד מהאלמנטים המסתובבים על ידי מרווח אוויר קטן.

במקרים מסוימים, גם מצמדים אלקטרומגנטיים אבקה וגם אינדוקציה מובנים בגוף מכונת העבודה, בדומה למנועים חשמליים מותאמים אישית, או משולבים בעיצוב משותף עם מנוע ההנעה שלהם. עם פתרון זה, הממדים והמשקל של הכונן מופחתים באופן משמעותי.

במקרים מסוימים משתמשים במצמדים הידראוליים או בממירי מומנט במקום במצמדים אלקטרומגנטיים. ואז הכונן נקרא הידראולי.

לאחרונה, במודרניזציה של הציוד החשמלי של מכונות חיתוך מתכת, מכונות ומנגנוני ייצור שונים אחרים, כונן חשמלי מוחלף בצירופי אינדוקציה ואבקה. של כונן חשמלי מבוקר תדר באמצעות מנועי אינדוקציה של כלוב סנאי המונעים על ידי באמצעות ממירי תדרים.