Ηλεκτρικός άξονας και η εφαρμογή του στην ηλεκτροκίνηση μηχανών κοπής μετάλλων

Το άρθρο εξετάζει τη συσκευή, την αρχή λειτουργίας και παραδείγματα χρήσης ηλεκτρικών συστημάτων για σύγχρονη περιστροφή (ηλεκτρικός άξονας) σε μηχανές και εγκαταστάσεις κοπής μετάλλων.

Ας υποθέσουμε ότι δύο άξονες που δεν είναι μηχανικά συνδεδεμένοι μεταξύ τους πρέπει να περιστρέφονται με τις ίδιες ταχύτητες χωρίς να περιστρέφονται μεταξύ τους. Για να διασφαλίσετε μια τέτοια σύγχρονη και εντός φάσης περιστροφή με τους κινητήρες D1 και D2, οι οποίοι περιστρέφουν τους άξονες A και II, αντίστοιχα (Εικ. 1), συνδέστε τις βοηθητικές ασύγχρονες μηχανές A1 και A2 με ρότορες φάσης. Οι περιελίξεις του ρότορα αυτών των μηχανών συνδέονται μεταξύ τους.

Εάν οι ταχύτητες περιστροφής των δύο μηχανών και οι θέσεις των ρότορά τους είναι ίδιες, τότε οι ηλεκτροκινητικές δυνάμεις που προκαλούνται στις περιελίξεις των ρότορων των μηχανών Α1 και Α2 είναι ίσες και κατευθύνονται η μία προς την άλλη (Εικ. 2, α) και το ρεύμα δεν ρέει στο κύκλωμα του ρότορα.

Ας υποθέσουμε ότι η φορά περιστροφής του πεδίου των βοηθητικών μηχανών συμπίπτει με τη φορά περιστροφής των δρομέων τους.Καθώς η περιστροφή του μηχανήματος Α2 επιβραδύνεται, ο ρότορας του θα υστερεί σε σχέση με αυτόν του Α1, με αποτέλεσμα π. και τα λοιπά. γ. Το Ep2 που προκαλείται στην περιέλιξη του ρότορα θα μετατοπιστεί στη φάση προς την προώθηση (Εικ. 2, β) και στο κύκλωμα του δρομέα των μηχανών Α1 και Α2 υπό τη δράση του διανυσματικού αθροίσματος του e. και τα λοιπά. με E, εμφανίζεται το ρεύμα εξισορρόπησης Az.

Ρύζι. 1. Σχέδιο σύγχρονης επικοινωνίας

Ρύζι. 2. Διανυσματικά διαγράμματα του συστήματος σύγχρονης επικοινωνίας

Το τρέχον διάνυσμα I θα καθυστερήσει το διάνυσμα e. και τα λοιπά. με Ε στη γωνία φ... Προβολή τρέχοντος διανύσματος Az στο διάνυσμα e κ.λπ. v. Ep2 συμπίπτει με αυτό το διάνυσμα στην κατεύθυνση. Η προβολή του τρέχοντος διανύσματος πάνω στο διάνυσμα e. και τα λοιπά. σελ. Το Επ1 απευθύνεται σε αυτόν. Ως εκ τούτου, το μηχάνημα Α2 θα λειτουργεί σε λειτουργία κινητήρα και το μηχάνημα Α1 σε λειτουργία γεννήτριας. Σε αυτή την περίπτωση, ο άξονας της μηχανής Α2 θα επιταχυνθεί και ο άξονας της μηχανής Α1 θα επιβραδυνθεί. Με αυτόν τον τρόπο, οι μηχανές θα αναπτύξουν ροπές που αποκαθιστούν τη σύγχρονη περιστροφή των αξόνων. I και II και η προηγούμενη συντονισμένη θέση στο χώρο των ρότορων των μηχανών Α1 και Α2. Οι ρότορες αυτών των μηχανών μπορούν να περιστρέφονται τόσο προς την κατεύθυνση περιστροφής του πεδίου όσο και προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Αυτό το σύστημα ονομάζεται ηλεκτρικό σύστημα σύγχρονης περιστροφής… Ονομάζεται επίσης ηλεκτρικός άξονας… Το σύστημα σύγχρονης περιστροφής μπορεί να αντικαταστήσει, για παράδειγμα, τις μολύβδινες βίδες σε τόρνους κοπής με βίδες.

Δεδομένου ότι τα κυκλώματα τροφοδοσίας των μηχανών κοπής μετάλλων, σε σύγκριση με τα κυκλώματα της κύριας κίνησης, καταναλώνουν συνήθως χαμηλή ισχύ, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα απλούστερο σχέδιο σύγχρονης περιστροφής για το συγχρονισμό της κύριας κίνησης με την τροφοδοσία (Εικ. 3).Σε αυτή την περίπτωση, είναι αναπόφευκτη μια συνεχής αναντιστοιχία μεταξύ των θέσεων των ρότορων των μηχανών Α1 και Α2, χωρίς την οποία δεν θα υπήρχε ρεύμα στο κύκλωμα του δρομέα της μηχανής Α2 και δεν θα μπορούσε να υπερνικήσει τη ροπή των δυνάμεων αντίστασης του το κύκλωμα τροφοδοσίας. Δεδομένου ότι το μηχάνημα A2 λαμβάνει ισχύ από τον στάτορα και τον ρότορα, αυτό το σύστημα ηλεκτρικού άξονα απαιτεί σύνδεση έξι καλωδίων με τον κινητήρα, εγκατεστημένη σε πολλές περιπτώσεις σε ένα κινούμενο μπλοκ μηχανής, που συνήθως φαίνεται στο σχήμα με διακεκομμένη γραμμή.

Ρύζι. 3. Συστήματα σύγχρονης επικοινωνίας βαρέως βιδωτού τόρνου

Εντός της γωνιακής απόκλισης, η οποία δεν υπερβαίνει τις 90 °, η ηλεκτρική ροπή συγχρονισμού αυξάνεται. Για να εξασφαλιστεί σημαντική ροπή συγχρονισμού, οι μηχανές σύγχρονης επικοινωνίας σε όλες τις πιθανές γωνιακές συχνότητες περιστροφής πρέπει να λειτουργούν με μεγάλες ολισθήσεις (όχι μικρότερες από 0,3 — 0,5). Επομένως, αυτά τα μηχανήματα πρέπει να είναι αρκετά μεγάλα ώστε να αποφεύγεται η απαράδεκτη θέρμανση.

Η ισχύς των μηχανών αυξάνεται περαιτέρω σε μια προσπάθεια να εξαλειφθεί η επίδραση των διακυμάνσεων του φορτίου και των δυνάμεων τριβής. Χρησιμοποιούνται επίσης μηχανικά κιβώτια ταχυτήτων, τα οποία μειώνουν τη συχνότητα περιστροφής των αξόνων της μηχανής και, κατά συνέπεια, το μέγεθος του γωνιακού σφάλματος μειώνεται στον άξονα της μηχανής. μονοφασικό τροφοδοτικό. Στην περίπτωση αυτή, ο ρότορας της μηχανής Α2 παίρνει την αρχική του θέση, η οποία αντιστοιχεί στη θέση του ρότορα της μηχανής Α1.

Τα συστήματα σύγχρονης περιστροφής χρησιμοποιούνται ορθολογικά για μηχανές κοπής βαρέων μετάλλων, καθώς η παραγωγή μακριών βιδών μολύβδου συνδέεται με σημαντικές δυσκολίες.Επιπλέον, όσο αυξάνεται το μήκος των βιδών ή των αξόνων, λόγω της συστροφής τους, μειώνεται η ακρίβεια του συντονισμού της αμοιβαίας διάταξης των εξαρτημάτων της μηχανής. Σε ένα σύστημα ηλεκτρικών αξόνων, η απόσταση μεταξύ των αξόνων δεν μπορεί να επηρεάσει την ακρίβεια της λειτουργίας.

Κατά τη χρήση ηλεκτρικού άξονα, οι μηχανικές συνδέσεις των δαγκάνες με τον άξονα εξαλείφονται και το κινηματικό διάγραμμα απλοποιείται πολύ. Ένα σημαντικό μειονέκτημα των συστημάτων ηλεκτρικών αξόνων σε μηχανές κοπής βαρέων μετάλλων είναι η πιθανότητα βλάβης σε ακριβό μέρος κατά τη διάρκεια διακοπής ρεύματος, καθώς εμφανίζεται αμέσως κακή ευθυγράμμιση. Σε ορισμένες περιπτώσεις, σε ένα τέτοιο ατύχημα, η ζημιά στο τεμάχιο εργασίας μπορεί να αποφευχθεί με γρήγορη αυτόματη ανάσυρση του εργαλείου.

Ένα σχέδιο με δύο πανομοιότυπους ασύγχρονους κινητήρες με ρότορες φάσης είναι ενδιαφέρον για τη μηχανολογία (Εικ. 4). Δεδομένου ότι το κύκλωμα και των δύο ρότορων είναι κλειστό στον ρεοστάτη R, όταν οι κινητήρες συνδέονται στο δίκτυο AC, και οι δύο ρότορες αρχίζουν να περιστρέφονται.

Ρύζι. 4. Σχέδιο σύγχρονης επικοινωνίας με περιστροφικό ρεοστάτη

Εκτός από τα ρεύματα που ρέουν στις περιελίξεις του ρότορα και του ρεοστάτη, ένα ρεύμα εξισορρόπησης ρέει στο κύκλωμα του ρότορα και των δύο μηχανών. Η παρουσία αυτού του ρεύματος προκαλεί την εμφάνιση μιας ροπής συγχρονισμού, με αποτέλεσμα τα μηχανήματα να περιστρέφονται συγχρονισμένα. Αυτό το σύστημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανύψωση και το κατέβασμα των βραχιόνων μεγάλων πλανών, δρομολογητών και καρουζέλ.

Χάρη στο σύστημα ηλεκτρικού άξονα, λύνεται το πρόβλημα της συντονισμένης κίνησης των μεταφορέων που αποτελούν μέρος ενός συγκροτήματος παραγωγής.Η πιο πρακτική εφαρμογή σε αυτή την περίπτωση λαμβάνεται από την παραλλαγή της σύγχρονης περιστροφής των κινητήρων με έναν κοινό μετατροπέα συχνότητας.

Εκτός από τα εξεταζόμενα συστήματα ηλεκτρικών αξόνων για την κατασκευή μηχανών, έχουν αναπτυχθεί και χρησιμοποιηθεί άλλα συστήματα μηχανών AC, συμπεριλαμβανομένων μονοφασικών συστημάτων και συστημάτων με σύγχρονους κινητήρες ειδικής κατασκευής.