Elektromagnetische Kupplungen
Im Prinzip ähnelt die elektromagnetische Kupplung einem Asynchronmotor, unterscheidet sich jedoch dadurch, dass der magnetische Fluss darin nicht durch ein Dreiphasensystem, sondern durch rotierende Pole erzeugt wird, die durch Gleichstrom erregt werden.
Elektromagnetische Kupplungen dienen zum Schließen und Öffnen von kinematischen Kreisläufen ohne Drehstopp, beispielsweise in Getrieben und Getrieben, sowie zum Starten, Umkehren und Bremsen von Werkzeugmaschinenantrieben. Durch die Verwendung von Kupplungen können Sie den Start von Motoren und Mechanismen trennen, die Zeit zum Starten des Stroms verkürzen, Stöße sowohl in Elektromotoren als auch in mechanischen Getrieben eliminieren, eine gleichmäßige Beschleunigung gewährleisten, Überlastungen, Schlupf usw. beseitigen. Durch eine starke Reduzierung der Startverluste in Motoren wird die Begrenzung der zulässigen Anzahl von Starts aufgehoben, was für den zyklischen Betrieb des Motors sehr wichtig ist.
Die elektromagnetische Kupplung ist ein individueller Drehzahlregler und eine elektrische Maschine, die mithilfe eines elektromagnetischen Feldes Drehmoment von der Antriebswelle auf die angetriebene Welle überträgt und aus zwei rotierenden Hauptteilen besteht: einem Anker (in den meisten Fällen handelt es sich um einen massiven Körper) und Feldinduktor ... Der Anker und der Induktor sind mechanisch nicht starr miteinander verbunden. Normalerweise ist der Anker mit dem Antriebsmotor und der Induktor mit der laufenden Maschine verbunden.
Wenn sich der Antriebsmotor der Kupplungsantriebswelle dreht und kein Strom in der Erregerspule vorhanden ist, bleibt der Induktor und damit die Abtriebswelle stationär. Bei Beaufschlagung der Erregerspule mit Gleichstrom entsteht im magnetischen Kreis der Kupplung (Induktor – Luftspalt – Anker) ein magnetischer Fluss. Wenn sich der Anker relativ zum Induktor dreht, wird in diesem eine EMK induziert und es entsteht ein Strom, dessen Wechselwirkung mit dem Magnetfeld des Luftspalts das Auftreten eines elektromagnetischen Drehmoments verursacht.
Elektromagnetische Induktionskopplungen können nach folgenden Kriterien klassifiziert werden:
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basierend auf dem Drehmomentprinzip (asynchron und synchron);
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durch die Art der Verteilung der magnetischen Induktion im Luftspalt;
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durch die Konstruktion des Ankers (bei Massivanker und bei Anker mit Käfigläuferwicklung);
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durch die Art der Versorgung der Erregerspule; durch Kühlung.
Gepanzerte Steckverbinder und Induktorsteckverbinder werden aufgrund ihres einfachen Designs am häufigsten verwendet.Solche Kupplungen bestehen hauptsächlich aus einem gezahnten, feldgewickelten Induktor, der auf einer Welle mit leitfähigen Schleifringen montiert ist, und einem glatten, zylindrischen, massiven ferromagnetischen Anker, der mit der anderen Welle der Kupplung verbunden ist.
Gerät, Funktionsprinzip und Eigenschaften elektromagnetischer Kupplungen.
Elektromagnetische Kupplungen zur automatischen Steuerung werden in Trocken- und Viskokupplungen sowie Rutschkupplungen unterteilt.
Eine Trockenreibungskupplung überträgt die Kraft von einer Welle auf eine andere über Reibscheiben 3. Die Scheiben können sich entlang der Keilverzahnung der Wellenachse und der angetriebenen Halbkupplung bewegen. Wenn Strom an Spule 1 angelegt wird, drückt Anker 2 die Scheiben zusammen, zwischen denen eine Reibungskraft herrscht. Die relativen mechanischen Eigenschaften der Kupplung sind in Abb. dargestellt. 1, geb.
Viskose-Reibungskupplungen haben ein konstantes Spiel δ zwischen der Master-1- und der Slave-2-Halbkupplung. Im Spalt wird mit Hilfe der Spule 3 ein Magnetfeld erzeugt, das auf den Füllstoff (Ferriteisen mit Talk oder Graphit) einwirkt und elementare Magnetketten bildet. In diesem Fall scheint der Füllstoff die Angetriebenen und Angetriebenen einzufangen Halbkupplungen. Wenn der Strom abgeschaltet wird, verschwindet das Magnetfeld, die Stromkreise werden unterbrochen und die Halbstecker verschieben sich relativ zueinander. Die relativen mechanischen Eigenschaften der Kupplung sind in Abb. dargestellt. 1, e. Diese elektromagnetischen Kupplungen ermöglichen eine reibungslose Steuerung der Drehzahl bei hoher Belastung der Abtriebswelle.
Elektromagnetische Kupplungen: a – Diagramm der trockenen Reibungskupplung, b – mechanische Eigenschaften der Reibungskupplung, c – Diagramm der Viskose-Reibungskupplung, d – Diagramm des Eingriffs des Ferritfüllers, e – mechanische Eigenschaften der Viskose-Reibungskupplung, e – Diagramm einer Rutschkupplung, g – mechanische Rutschkupplung.
Eine Rutschkupplung besteht aus zwei Halbkupplungen in Form von Zähnen (siehe Abb. 1, e) und einer Spule. Wenn Strom an die Spule angelegt wird, entsteht ein geschlossenes Magnetfeld. Beim Drehen gleiten die Anschlüsse relativ zueinander, wodurch ein magnetischer Wechselfluss entsteht, der die Ursache für das Auftreten von EMF ist. usw. v. und Strömungen. Die Wechselwirkung der erzeugten magnetischen Flüsse treibt die angetriebene Halbverbindung in Rotation.
Die Charakteristik der Kupplungsreibungshälfte ist in Abb. dargestellt. 1, g. Der Hauptzweck solcher Kupplungen besteht darin, möglichst günstige Startbedingungen zu schaffen und dynamische Belastungen während des Motorbetriebs zu glätten.
Elektromagnetische Rutschkupplungen haben eine Reihe von Nachteilen: geringer Wirkungsgrad bei niedrigen Drehzahlen, geringes übertragenes Drehmoment, geringe Zuverlässigkeit bei plötzlichen Laständerungen und große Trägheit.
Die folgende Abbildung zeigt ein schematisches Diagramm der Rutschkupplungssteuerung bei Vorhandensein einer Drehzahlrückführung mithilfe eines Tachogenerators, der an die Abtriebswelle des Elektroantriebs angeschlossen ist. Das Signal des Tachogenerators wird mit dem Referenzsignal verglichen und die Differenz dieser Signale dem Verstärker Y zugeführt, von dessen Ausgang die Erregerspule der OF-Kopplung gespeist wird.
NGrundlegendes Steuerschema mit Rutschkupplungen und künstlichen mechanischen Eigenschaften mit automatischer Anpassung
Diese Kennlinien liegen zwischen den Kurven 5 und 6, die praktisch den Minimal- und Nennwerten der Koppelerregerströme entsprechen. Eine Vergrößerung des Regelbereichs der Antriebsdrehzahl ist mit erheblichen Verlusten in der Rutschkupplung verbunden, die hauptsächlich aus Verlusten im Anker und in der Erregerwicklung bestehen. Darüber hinaus überwiegen die Ankerverluste, insbesondere bei zunehmendem Schlupf, die anderen Verluste deutlich und betragen 96–97 % der von der Kupplung maximal übertragenen Leistung. Bei konstantem Lastmoment ist die Drehzahl der Kupplungsantriebswelle konstant, d.h. n = const, ω = const.
Ich habe elektromagnetische Pulverkupplungen, die Verbindung zwischen den antreibenden und angetriebenen Teilen erfolgt durch Erhöhung der Viskosität der Mischungen, die den Spalt zwischen den Kupplungsflächen der Kupplungen füllen, mit einer Erhöhung des magnetischen Flusses in diesem Spalt. Der Hauptbestandteil solcher Mischungen sind ferromagnetische Pulver, beispielsweise Carbonyleisen. Um die mechanische Zerstörung von Eisenpartikeln durch Reibungskräfte oder deren Adhäsion auszuschließen, werden spezielle Füllstoffe zugesetzt – flüssig (synthetische Flüssigkeiten, Industrieöl oder Schüttgut (Zink- oder Magnesiumoxide, Quarzpulver). Solche Anschlüsse haben eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit, Für eine breite Anwendung im Maschinenbau reicht ihre Betriebssicherheit jedoch nicht aus.
Schauen wir uns eines der Schemata zur stufenlosen Anpassung der Drehzahl vom ID-Antrieb an, der über die Rutschkupplung M zum MI-Antrieb funktioniert.
Schema der Einbeziehung der Rutschkupplung zur Einstellung der Drehzahl des Antriebs
Wenn sich die Belastung der Antriebswelle ändert, ändert sich auch die Ausgangsspannung des TG-Tachogenerators, wodurch die Differenz zwischen den magnetischen Flüssen F1 und F2 des Verstärkers der elektrischen Maschine zunimmt oder abnimmt, wodurch sich die Spannung am Ausgang ändert der EMU und der Größe des Stroms in der Kupplungsspule.
Elektromagnetische Kupplungen ETM
Elektromagnetische Kupplungen der ETM-Serie mit magnetisch leitfähigen Lamellen gibt es in den Ausführungen berührend (ETM2), berührungslos (ETM4) und bremsend (ETM6). Kupplungen mit einem Stromdraht an einem Kontakt zeichnen sich aufgrund des Vorhandenseins eines Schleifkontakts durch eine geringe Zuverlässigkeit aus. Daher werden in den besten Antrieben elektromagnetische Kupplungen mit einem festen Draht verwendet. Sie haben zusätzliche Luftspalte.
Berührungslose Kupplungen zeichnen sich durch das Vorhandensein eines zusammengesetzten Magnetkreises aus, der aus einem Spulenkörper und einem Sitz besteht, die durch sogenannte Ballastabstände getrennt sind. Der Spulensitz ist fixiert, während die Fahrstromdrahtelemente getrennt sind. Aufgrund des Spiels wird die Wärmeübertragung von den Reibscheiben auf die Spule reduziert, was die Zuverlässigkeit der Kupplung unter schwierigen Bedingungen erhöht.
Es wird empfohlen, ETM4-Kupplungen als Führungen zu verwenden, sofern die Einbaubedingungen dies zulassen, und ETM6-Kupplungen als Bremskupplungen.
ETM4-Kupplungen arbeiten zuverlässig bei hohen Geschwindigkeiten und häufigen Starts. Diese Kupplungen sind weniger empfindlich gegenüber Ölverunreinigungen als ETM2, das Vorhandensein von Feststoffpartikeln im Öl kann zu abrasivem Verschleiß der Bürsten führen, daher können ETM2-Kupplungen verwendet werden, wenn keine bestimmten Einschränkungen bestehen und der Einbau von ETM4-Kupplungen je nach Einbau schwierig ist Gestaltungsbedingungen.
Als Bremskupplungen sind Kupplungen der Ausführung ETM6 zu verwenden. Die Anschlüsse ETM2 und ETM4 dürfen nicht zum Bremsen nach dem „invertierten“ Schema verwendet werden, d. h. mit drehbarer Kupplung und festem Riemen. Um Kupplungen auszuwählen, müssen Folgendes bewertet werden: statisches (übertragenes) Drehmoment, dynamisches Drehmoment, Einschwingzeit im Antrieb, durchschnittliche Verluste, Einheitsenergie und Restdrehmoment im Ruhezustand.