Електрични погон помоћу различитих врста електромагнетних квачила

За инсталације које захтевају регулацију брзине ротације помоћу најједноставнијих машина и уређаја, могу се користити електрични погони са електромагнетним квачилом различитих типова.

Они су најчешћи електромагнетне клизне спојке, уз помоћ којих је релативно лако заштитити елементе радне машине од оштећења уз нагло повећање оптерећења, подесити брзину ротације, добити посебне карактеристике и побољшати почетна својства електричног погона када се користе мотори са малим почетни момент (индукциони мотори са веверичним ротором и синхрони мотори).

Електромагнетно клизно квачило је електрична машина која се састоји од два дела, индуктора и арматуре, који су концентрично распоређени и одвојени ваздушним размаком.Део квачила чврсто повезан са вратилом електромотора је погонски део, а други део повезан са погонском осовином радне машине је погонски део.

Индуктор има полове са узбудљивим калемом који прима снагу од извора једносмерне струје преко клизних прстенова. Арматура је магнетно коло од електрочеличног лима, са краткоспојним намотајем у облику кавеза.

Принцип рада квачила је исти принцип рада вишефазног асинхроног мотора… Али у индукционом мотору, ротирајуће магнетно поље се ствара помоћу полифазног намотаја који се напаја из извора наизменичне струје са одговарајућим фазним помаком, а у клизној спојници полови се ротирају са константним магнетним током у односу на кратки спој.

У овој завојници, под дејством магнетног флукса, емф наизменична струја, амплитуда и фреквенција што зависи од разлике брзина гоњеног и гоњеног дела квачила настаје струја и настаје обртни момент.

Променом струје у намотају поља могуће је добити различите механичке карактеристике, које представљају зависност пренетог обртног момента од клизања квачила, које су сличне механичким карактеристикама полифазног асинхроног мотора при подешавању напона који му се доводи.

Најједноставнији дизајн има електромагнетно квачило са чврстом челичном арматуром. Генерише се обртни момент овог квачила вртложне струје индуковане у језгру.

Овај дизајн конектора значајно повећава његову поузданост, јер масивно језгро, загрејано вртложним струјама које теку у њему, има директан контакт са спољашњим окружењем, а топлота се боље уклања из конектора.

Типично, индуктор је унутрашњи део конектора опремљен избоченим стубовима са намотајем поља који се преко клизних прстенова напаја једносмерном струјом.

Механичке карактеристике електромагнетне спојнице са масивним магнетним колом, због значајног отпора, имају облик реостатских карактеристика индукционог мотора.

Ако је потребно да обртни момент спојнице остане приближно константан, без обзира на количину клизања, онда се полови индуктора израђују посебног облика - у облику кљуна или канџе.

За побуђивање квачила троши се релативно мала снага, која није пропорционална снази коју квачило преноси и варира од 0,1 до 2,0%. Мањи бројеви се односе на конекторе велике снаге, а већи на конекторе мале снаге. Дакле, у спојници који преноси снагу од 450 кВ губици побуде су 600 В, а у спојници за снагу од 5 кВ - око 100 В.

Систем електромагнетног квачила обезбеђује неопходан опсег контроле брзине, обично варирањем струје у намотају индуктора. Али ефикасност погона у овом случају ће бити мања него при подешавању реостата. То је зато што је укупна ефикасност погона једнака производу ефикасности самог квачила и ефикасности мотора.

Губици спојнице су углавном одређени губицима клизања који настају у арматури спојнице. У случају снажних спојница, потребно је имати посебан уређај за уклањање значајне количине топлоте.

Електромагнетна квачила нуде вредна својства у комбинацији са поузданим радом асинхрони кавезни мотор.

Кавезни мотор има релативно низак почетни момент, значајну стартну струју и довољно висок критични момент. Дакле, уз помоћ електромагнетног квачила, мотор се може покренути у одсуству струје у побудном калему квачила, тј. када је обртни момент који преноси квачило једнак нули. У овом случају, мотор брзо убрзава без оптерећења и његово загревање је занемарљиво.

Након што се мотор помери на радни део карактеристике, струја се доводи до побудног намотаја квачила, што изазива појаву електромагнетног момента у њему. Погонски део спојнице ће остати непомичан све док тренутак који спојница преноси не пређе момент статичког оптерећења.

У исто време, погонски део квачила ће оптеретити мотор обртним моментом исте величине као онај који се примењује на погонски део квачила. У овом случају, мотор може развити обртни момент близу критичног и значајно премашити његов почетни момент, а струја мотора ће бити мања него при покретању.

Због тога је побољшана употреба електромагнетног квачила почетна својства електромотораЈа сам.Слично томе, могу се побољшати почетна својства синхроног мотора, која су много лошија од оних код асинхроног мотора са веверицама.

Једна од варијанти електромагнетних квачила су конектори пуњени магнетним прахом… Главна разлика између квачила за прах и клизних квачила описаних горе је у томе што се гвожђе у праху (обично помешано са уљем) поставља између два ротирајућа дела квачила затворена у заптивеном кућишту.

Ако калем поља није под напоном, онда је гвоздени прах у неуређеном стању. Када се струја доведе до побудног намотаја, тада ће се под дејством његовог магнетног поља прашина налазити дуж магнетних линија силе, формирајући неку врсту кола која затварају ваздушни јаз и обезбеђују пренос снаге са водећих део квачила на погоне.Што је струја побуде већа, то је већи обртни момент који квачило може пренети.

Електромагнетно прашкасто квачило обезбеђује не само покретање, већ и регулацију брзине, а може се користити и као сигурносна квачила која ограничава максимални обртни момент који се преноси на осовину радне машине.

Због велике магнетне пропустљивости гвоздене прашине у поређењу са ваздухом, спрега захтева знатно мању снагу побуде него индукциона спрега.

Према начину снабдевања струјом намотаја поља разликују се контактни и бесконтактни конектори за прашину. У контактним конекторима, побудни калем се налази на ротирајућем делу, а калем се напаја преко клизних прстенова.

Намотај побуде бесконтактних конектора постављен је на стационарни део магнетног кола, одвојен од ротирајућих елемената малим ваздушним распором.

У неким случајевима, и прашкаста и индукциона електромагнетна квачила су уграђена у тела радне машине, слично прилагођеним електромоторима, или комбинована у заједничком дизајну са њиховим погонским мотором. Овим решењем се значајно смањују димензије и тежина погона.

У неким случајевима се користе хидраулична квачила или претварачи обртног момента уместо електромагнетних квачила. Тада се погон назива хидраулични.

Недавно, у модернизацији електричне опреме машина за сечење метала, машина и других различитих производних механизама, електрични погон је замењен индукционим и прашкастим спојницама фреквентно контролисаног електричног погона коришћењем кавезних индукционих мотора које покреће преко фреквентних претварача.