Ưu điểm của việc sử dụng động cơ nhiều tốc độ

Việc thay thế động cơ một tốc độ thông thường bằng động cơ nhiều tốc độ trong nhiều trường hợp giúp cải thiện đáng kể chất lượng công nghệ và vận hành của máy móc và máy cắt kim loại, đồng thời giảm cường độ lao động trong sản xuất.

Động cơ đa tốc độ được sử dụng:

• trong các máy truyền động và máy cắt kim loại, tốc độ mong muốn thay đổi tùy thuộc vào kích thước, độ cứng và các tính chất vật lý khác của vật liệu được xử lý hoặc tùy thuộc vào các yếu tố công nghệ. Chúng bao gồm máy cắt kim loại và chế biến gỗ, máy tách ly tâm, máy nạo vét và các cơ chế khác cho các ứng dụng khác nhau;

• trong máy móc, máy cắt kim loại và các cơ cấu có tốc độ vận hành và chạy không tải khác nhau (máy cưa);

• để khởi động và dừng mà không va chạm mạnh vào các bàn có động lượng đáng kể (thang máy, vận thăng). Trong trường hợp này, quá trình làm việc diễn ra ở tốc độ quay cao nhất, khởi động và dừng cơ chế — ở số vòng quay thấp, thường có tự động chuyển số cực;

• trong các ổ đĩa máy và máy công cụ có công suất thay đổi tùy theo thời gian trong ngày, theo mùa, v.v. (máy bơm, quạt, thiết bị chở hàng, băng chuyền, v.v.);

• trong các bộ truyền động của máy với một số mục đích khác nhau, mỗi mục đích yêu cầu một tốc độ khác nhau, ví dụ như thiết bị giếng dầu trong đó tốc độ thấp nhất được sử dụng để bơm dầu và tốc độ cao nhất được sử dụng để lắp đặt đường ống;

• trong các cơ chế có sự thay đổi tốc độ được xác định bởi công suất tiêu thụ. Một ví dụ là các máy cán phẳng, trong đó ban đầu, với sự biến dạng kim loại đáng kể, quá trình cán được thực hiện ở tốc độ thấp và các nguyên công hoàn thiện ở tốc độ cao.

• trong các khối, ngoài việc điều chỉnh tốc độ quay của động cơ bằng cách chuyển số cực, việc tăng thêm giới hạn điều khiển tốc độ được thực hiện bằng cách thay đổi tần số của mạng cung cấp.

Nhờ sử dụng động cơ nhiều tốc độ trong truyền động điện của máy móc và máy cắt kim loại, có thể:

1) đơn giản hóa thiết kế của máy để loại bỏ hộp số và nguồn điện;

2) tăng hiệu suất, năng suất và dễ bảo trì máy cắt kim loại;

3) cải thiện chất lượng xử lý máy bằng cách giảm rung động và giảm độ thiếu chính xác trong hoạt động của các cơ cấu có số lượng lớn bánh răng;

4) tăng hiệu quả của máy bằng cách giảm các liên kết trung gian của chuỗi động học;

5) thay đổi tốc độ chuyển động mà không dừng máy;

6) đơn giản hóa việc quản lý tự động các quá trình khởi động, dừng, đảo chiều và dừng;

7) đơn giản hóa việc quản lý tự động các chế độ xử lý tùy theo yếu tố công nghệ.

Khởi động động cơ ở tốc độ quay thấp hơn cũng có ưu điểm là giá trị tuyệt đối của dòng khởi động trong trường hợp này, theo quy luật, sẽ nhỏ hơn dòng khởi động ở tốc độ cao hơn. Khi chuyển cuộn dây từ số cực nhỏ sang số cực lớn hơn, tức là khi tốc độ động cơ chậm lại, hãm tái sinh của động cơ, giúp rút ngắn thời gian dừng của máy và không liên quan đến tổn thất năng lượng, như trường hợp phanh ngược.

Có rất nhiều cơ hội để sử dụng động cơ đa tốc độ trong nhiều loại máy cắt kim loại tự động phổ thông và đặc biệt: tiện, tiện, khoan, phay, mài, bào dọc và ngang, mài sắc, v.v.

Động cơ đa tốc độ được sử dụng rộng rãi nhất trong các ổ đĩa máy công cụ và máy chế biến gỗ.

Phạm vi điều chỉnh tốc độ đáng kể của máy cắt kim loại đa năng yêu cầu bộ giảm tốc hoặc hộp giảm tốc với số bước điều khiển lớn. Khi quá trình điều chỉnh chỉ được thực hiện theo một cách cơ học, hộp số có cấu trúc phức tạp hơn nhiều và yêu cầu hệ thống điều khiển phức tạp hơn.

Cả hai yếu tố đều làm tăng cường độ lao động và tăng chi phí sản xuất hộp giảm tốc.Do đó, hệ thống điều khiển tốc độ hỗn hợp được sử dụng rộng rãi trong các máy công cụ, là sự kết hợp của động cơ điện, tốc độ được điều chỉnh trong một phạm vi khá rộng, với hộp số hoặc bộ làm biếng tương đối với hiệu suất cao hơn so với hộp số phức tạp hơn.

Đặc biệt nên sử dụng động cơ nhiều tốc độ trong máy cắt kim loại, nơi bạn có thể giới hạn bản thân ở hai, ba hoặc bốn tốc độ khác nhau ở tốc độ trục chính của máy bằng tốc độ động cơ. Trong trường hợp này, động cơ đa tốc độ tích hợp được sử dụng. Stato của động cơ được lắp vào phần đầu của máy và trục chính được nối bằng khớp nối với trục rôto của động cơ hoặc rôto của động cơ được gắn trực tiếp trên trục chính.

Thiết kế của máy như vậy hóa ra cực kỳ đơn giản, chuỗi động học của nó là ngắn nhất và động cơ càng gần trục làm việc càng tốt.

Nếu tốc độ quay của trục chính của dụng cụ cắt kim loại không tương ứng với tốc độ quay của động cơ nhiều tốc độ, thì động cơ sau được nối với trục chính bằng truyền động đai hoặc bánh răng. Một sơ đồ động học tương tự được sử dụng cho các phòng vận hành của máy tiện, máy phay hoặc máy khoan nhỏ. Thêm tìm kiếm đơn giản vào sơ đồ như vậy sẽ mở rộng đáng kể phạm vi điều khiển tốc độ máy, chỉ mở rộng chuỗi động học của máy ở tốc độ quay thấp.

Việc sử dụng động cơ nhiều tốc độ trong bộ truyền động điện của máy công cụ, được kết nối trực tiếp với bộ biến tốc, giúp mở rộng đáng kể khả năng kiểm soát trơn tru tốc độ của máy.Ứng dụng, ví dụ, động cơ hai tốc độ 2p = 8/2 và bộ biến thiên cơ học có tỷ lệ tốc độ 4: 1, bạn có thể thực hiện để đặt điều khiển tốc độ vô cấp từ 187 đến 3000 vòng / phút, tức là. có phạm vi điều chỉnh 16:1.

Với động cơ hai tốc độ 500/3000 vòng/phút và bộ biến thiên tỷ lệ 6:1, phạm vi kiểm soát tốc độ máy mượt mà được mở rộng lên 36:1.

Phạm vi điều khiển tốc độ truyền động trơn tru có thể được di chuyển vào khu vực có tốc độ cao hơn hoặc thấp hơn bằng cách thay đổi tốc độ quay của động cơ nhiều tốc độ. Nếu điều này là không đủ, một bộ tăng tốc hoặc giảm số được đặt giữa động cơ và bộ biến thiên, thường là dây đai chữ V hoặc dây đai.

Để điều chỉnh tốc độ trơn tru trong phạm vi tương đối nhỏ lên tới 1:4 với mômen xoắn trục không đổi, động cơ không đồng bộ với ly hợp trượt.

Hiệu suất của một động cơ như vậy được xác định bằng biểu thức η = 1 — s, trong đó s là độ trượt bằng hiệu giữa tốc độ quay của rôto và trục đầu ra. Do đó, ở s = 80%, hiệu suất sẽ chỉ còn 20%. Trong trường hợp này, tất cả tổn thất điện năng đều tập trung ở trống ly hợp.

Bằng cách thay thế động cơ một tốc độ thông thường bằng động cơ nhiều tốc độ trong bộ truyền động ly hợp trượt, có thể tăng hiệu quả và mở rộng phạm vi điều chỉnh tốc độ của bộ truyền động này.Ví dụ, trong động cơ hai tốc độ có tỷ lệ thay đổi cực 2:1, việc điều khiển tốc độ được thực hiện theo các bước có tỷ lệ 2:1 và trong khoảng thời gian giữa các tốc độ này trở xuống, ly hợp trượt thực hiện điều chỉnh trơn tru. Phạm vi kiểm soát tổng thể sẽ là 4:1 với hiệu suất tối thiểu là 50%.

Do sử dụng đầy đủ hơn các đặc tính điều chỉnh của khớp nối (phạm vi điều khiển 5: 1), có thể mở rộng phạm vi điều khiển lên 10: 1 ở hiệu suất thấp nhất (ở tốc độ quay thấp nhất của trục) η = 20 %.

Ứng dụng của động cơ ba tốc độ với cuộn dây thay đổi cực 2p = 8/4/2 cho phép tăng phạm vi điều khiển lên 8: 1 ở hiệu suất truyền động thấp nhất η = 50% và đạt giới hạn điều khiển 20: 1 ở hiệu suất ở tốc độ thấp nhất η=20%.