Truyền động điện sử dụng các loại ly hợp điện từ

Đối với các cài đặt yêu cầu điều chỉnh tốc độ quay bằng các máy móc và thiết bị đơn giản nhất, có thể sử dụng các ổ điện có ly hợp điện từ các loại.

Chúng là phổ biến nhất ly hợp trượt điện từ, với sự trợ giúp tương đối dễ dàng để bảo vệ các bộ phận của máy làm việc khỏi bị hư hại khi tải tăng mạnh, điều chỉnh tốc độ quay, có được các đặc tính đặc biệt và cải thiện các đặc tính khởi động của truyền động điện khi sử dụng động cơ nhỏ mômen khởi động (động cơ cảm ứng rôto lồng sóc và động cơ đồng bộ).

Ly hợp trượt điện từ là một máy điện bao gồm hai phần, cuộn cảm và phần ứng, được bố trí đồng tâm và cách nhau bởi một khe hở không khí.Bộ phận của ly hợp được kết nối chắc chắn với trục của động cơ điện là bộ phận truyền động và bộ phận thứ hai được kết nối với trục truyền động của máy làm việc là bộ phận truyền động.

Một cuộn cảm có các cực với một cuộn dây kích thích nhận điện từ nguồn một chiều thông qua các vòng trượt. Phần ứng là mạch từ làm bằng thép tấm, có cuộn dây ngắn mạch dạng lồng sóc.

Nguyên lý hoạt động của ly hợp là như nhau nguyên lý hoạt động của động cơ không đồng bộ nhiều pha… Nhưng trong động cơ cảm ứng, từ trường quay được tạo ra nhờ cuộn dây nhiều pha được cung cấp bởi nguồn dòng điện xoay chiều có độ lệch pha tương ứng và trong ly hợp trượt, các cực quay với từ thông không đổi so với ngắn mạch.

Trong cuộn dây này, dưới tác dụng của từ thông, dòng điện xoay chiều emf, biên độ và tần số điều này phụ thuộc vào sự khác biệt giữa tốc độ của các bộ phận được dẫn động và bị dẫn động của ly hợp, một dòng điện xuất hiện và một mô-men xoắn xuất hiện.

Bằng cách thay đổi dòng điện trong cuộn dây trường, có thể thu được các đặc tính cơ học khác nhau, biểu thị sự phụ thuộc của mô-men xoắn truyền vào độ trượt ly hợp, tương tự như các đặc tính cơ học của động cơ không đồng bộ nhiều pha khi điều chỉnh điện áp cung cấp cho nó.

Thiết kế đơn giản nhất có ly hợp điện từ với phần ứng lõi thép chắc chắn. Mô-men xoắn của ly hợp này được tạo ra dòng điện xoáy gây ra trong lõi.

Thiết kế này của đầu nối làm tăng đáng kể độ tin cậy của nó, vì lõi lớn, được làm nóng bởi dòng điện xoáy chạy trong nó, tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài và nhiệt được loại bỏ tốt hơn khỏi đầu nối.

Thông thường, cuộn cảm là phần bên trong của đầu nối được lắp với các trụ nhô ra với cuộn dây trường được cung cấp qua các vòng trượt với dòng điện một chiều.

Các đặc tính cơ học của khớp nối điện từ với mạch từ lớn, do điện trở đáng kể của nó, có dạng đặc tính biến trở của động cơ cảm ứng.

Nếu điều cần thiết là mô-men xoắn của khớp nối gần như không đổi, bất kể mức độ trượt, thì các cực của cuộn cảm được làm bằng một hình dạng đặc biệt - ở dạng mỏ hoặc móng vuốt.

Một lượng công suất tương đối nhỏ được tiêu thụ để kích hoạt ly hợp, không tỷ lệ thuận với công suất được truyền bởi ly hợp và thay đổi từ 0,1 đến 2,0%. Các số nhỏ hơn đề cập đến các đầu nối công suất cao và các số lớn hơn cho các đầu nối công suất thấp. Vì vậy, trong một bộ ghép nối truyền công suất 450 kW, tổn thất kích thích là 600 W và trong một bộ ghép nối cho công suất 5 kW - khoảng 100 W.

Một hệ thống ly hợp điện từ cung cấp phạm vi điều khiển tốc độ cần thiết, thường bằng cách thay đổi dòng điện trong cuộn cảm. Nhưng hiệu suất của ổ đĩa trong trường hợp này sẽ thấp hơn so với khi điều chỉnh bộ biến trở. Điều này là do hiệu quả tổng thể của bộ truyền động bằng tích của hiệu suất của ly hợp và hiệu suất của động cơ.

Tổn thất khớp nối chủ yếu được xác định bởi tổn thất trượt được tạo ra trong phần ứng khớp nối. Trong trường hợp khớp nối mạnh mẽ, cần phải có một thiết bị đặc biệt để loại bỏ một lượng nhiệt đáng kể.

Ly hợp điện từ cung cấp các đặc tính có giá trị kết hợp với hoạt động đáng tin cậy động cơ lồng sóc không đồng bộ.

Động cơ lồng sóc có mô-men xoắn khởi động tương đối thấp, dòng điện khởi động đáng kể và mô-men xoắn tới hạn đủ cao. Do đó, với sự trợ giúp của ly hợp điện từ, động cơ có thể được khởi động trong trường hợp không có dòng điện trong cuộn dây kích thích của ly hợp, tức là. khi mô-men xoắn được truyền bởi ly hợp bằng không. Trong trường hợp này, động cơ tăng tốc nhanh chóng mà không tải và sự nóng lên của nó là không đáng kể.

Sau khi động cơ di chuyển đến phần làm việc của đặc tính, một dòng điện được cung cấp cho cuộn dây kích thích của ly hợp, gây ra sự xuất hiện của mômen điện từ trong nó. Bộ phận được dẫn động của khớp nối sẽ đứng yên cho đến khi mômen truyền bởi khớp nối vượt quá mômen tải trọng tĩnh.

Đồng thời, phần dẫn động của ly hợp sẽ tải cho động cơ một mômen xoắn có cùng độ lớn với phần dẫn động của ly hợp. Trong trường hợp này, mô-men xoắn có thể phát triển gần với mô-men xoắn tới hạn và vượt quá đáng kể mô-men xoắn khởi động của nó, đồng thời dòng điện của động cơ sẽ nhỏ hơn khi khởi động.

Do đó, việc sử dụng ly hợp điện từ được cải thiện đặc tính khởi động của động cơ điệnTôi là.Tương tự như vậy, các đặc tính khởi động của động cơ đồng bộ, kém hơn nhiều so với đặc tính của động cơ cảm ứng lồng sóc, có thể được cải thiện.

Một trong những loại ly hợp điện từ là đầu nối chứa đầy bột từ tính… Sự khác biệt chính giữa bộ ly hợp bột và bộ ly hợp trượt được mô tả ở trên là bột sắt (thường được trộn với dầu) được đặt giữa hai bộ phận quay của bộ ly hợp được đặt trong vỏ kín.

Nếu cuộn dây trường không được cung cấp năng lượng, thì bột sắt ở trạng thái rối loạn. Khi một dòng điện được cung cấp cho cuộn dây kích thích, thì dưới tác dụng của từ trường của nó, bụi sẽ nằm dọc theo các đường sức từ, tạo thành một loại mạch đóng khe hở không khí và đảm bảo truyền năng lượng từ dây dẫn. một phần của ly hợp đến các ổ đĩa.Dòng điện kích thích càng lớn thì mô-men xoắn mà ly hợp có thể truyền càng lớn.

Bộ ly hợp bột điện từ không chỉ cung cấp khả năng khởi động mà còn điều chỉnh tốc độ và cũng có thể được sử dụng như một bộ ly hợp an toàn giúp hạn chế mô-men xoắn cực đại truyền đến trục của máy đang hoạt động.

Do tính thấm từ cao của bụi sắt so với không khí, khớp nối yêu cầu công suất kích thích ít hơn đáng kể so với khớp nối cảm ứng.

Theo phương pháp cung cấp dòng điện cho cuộn dây trường, các đầu nối bụi tiếp xúc và không tiếp xúc được phân biệt. Trong các đầu nối tiếp xúc, cuộn dây kích thích nằm trên phần quay và cuộn dây được cấp điện thông qua các vòng trượt.

Cuộn dây kích thích của các đầu nối không tiếp xúc được đặt trên phần tĩnh của mạch từ, được ngăn cách với các phần tử quay bằng một khe hở không khí nhỏ.

Trong một số trường hợp, cả ly hợp bột và ly hợp điện từ cảm ứng đều được tích hợp vào thân máy làm việc, tương tự như động cơ điện tùy chỉnh hoặc được kết hợp trong một thiết kế chung với động cơ truyền động của chúng. Với giải pháp này, kích thước và trọng lượng của ổ đĩa được giảm đáng kể.

Trong một số trường hợp, ly hợp thủy lực hoặc biến mô được sử dụng thay cho ly hợp điện từ. Sau đó, ổ đĩa được gọi là thủy lực.

Gần đây, trong quá trình hiện đại hóa thiết bị điện của máy cắt kim loại, máy móc và các cơ chế sản xuất khác, ổ điện được thay thế bằng khớp nối cảm ứng và bột của một truyền động điện điều khiển tần số sử dụng động cơ cảm ứng lồng sóc điều khiển bởi thông qua bộ chuyển đổi tần số.