Предности коришћења вишебрзинских мотора

Замена конвенционалних једнобрзинских мотора са вишебрзинским у многим случајевима значајно побољшава технолошке и оперативне квалитете машина и металорезачких машина и смањује радни интензитет њихове производње.

Користе се мотори са више брзина:

• у машинским погонима и машинама за сечење метала, чија је брзина пожељна да се мења у зависности од величине, тврдоће и других физичких особина обрађеног материјала или у зависности од технолошких фактора. То укључује машине за сечење метала и обраду дрвета, центрифугалне сепараторе, багере и друге механизме за различите примене;

• у машинама, машинама за резање метала и механизмима са различитим радним и празним брзинама (пилане);

• за покретање и заустављање без оштрих удара на столове са значајним замахом (лифтови, дизалице). У овом случају, процес рада се одвија при највећој брзини ротације, а покретање и заустављање механизма — при ниским обртајима, често са аутоматским пребацивањем броја полова;

• у машинским погонима и алатним машинама снаге која варира у зависности од доба дана, годишњег доба итд. (пумпе, вентилатори, теретни уређаји, транспортери итд.);

• у машинским погонима са неколико различитих намена од којих свака захтева различиту брзину, на пример опрема за нафтне бушотине где се најнижа брзина користи за пумпање нафте, а највећа за уградњу цеви;

• код механизама чија је промена брзине одређена утрошеном снагом. Пример су равне ваљаонице, где се у почетку, уз значајну деформацију метала, ваљање изводи малом брзином, а завршне операције великом брзином.

• у блоковима, где се поред регулисања брзине ротације мотора пребацивањем броја полова врши додатно повећање границе контроле брзине променом фреквенције напојне мреже.

Захваљујући употреби вишебрзинских мотора у електричним погонима машина и машина за сечење метала, могуће је:

1) поједностављивање дизајна машина уз искључење мењача и извора напајања;

2) повећање перформанси, продуктивности и лакоће одржавања машина за сечење метала;

3) побољшање квалитета машинске обраде смањењем вибрација и смањењем непрецизности у раду механизама са великим бројем зупчаника;

4) повећање ефикасности машине смањењем међукарика кинематичког ланца;

5) промена брзине у кретању без заустављања машине;

6) поједностављивање аутоматског управљања процесима покретања, заустављања, преокретања и заустављања;

7) поједностављење аутоматског управљања режимима обраде у зависности од технолошких фактора.

Покретање мотора при мањој брзини обртања такође има предност што ће апсолутна вредност струје покретања у овом случају по правилу бити мања од стартних струја за веће брзине. Приликом пребацивања завојнице са мањег на већи број полова, односно када се брзина мотора успорава, регенеративно кочење мотора, што скраћује време заустављања машине и није повезано са губицима енергије, као што је случај са кочењем уназад.

Постоје широке могућности за коришћење вишебрзинских мотора у широком спектру типова универзалних и специјалних аутоматизованих машина за сечење метала: стругање, стругови за стругање, бушење, глодање, брушење, уздужно и попречно рендисање, оштрење итд.

Вишебрзински мотори се најчешће користе у погонима машина алатки и машина за обраду дрвета.

Значајан опсег регулације брзине универзалних машина за сечење метала захтева редукторе или мењаче са великим бројем контролних корака. Када се процес подешавања врши само на један механички начин, мењачи су структурно много сложенији и захтевају сложенији систем управљања.

Оба фактора узрокују повећање интензитета рада и повећање трошкова производње мењача.Због тога се у алатним машинама широко користи сложени систем контроле брзине, који је комбинација електромотора, чија се брзина регулише у прилично широком опсегу, са мењачем или релативним празном ходом са већом ефикасношћу у поређењу са сложенијим мењачима.

Посебно је препоручљиво користити вишебрзинске моторе у машинама за сечење метала, где се можете ограничити на две, три или четири различите брзине при брзини вретена машине једнакој брзини мотора. У овом случају се користе уграђени мотори са више брзина. Статор мотора је уграђен у главу машине, а вретено је спојницом спојено на осовину ротора мотора, или је ротор мотора монтиран директно на вретено.

Такав дизајн машине се испоставља изузетно једноставним, њен кинематички ланац је најкраћи, а мотор је што је могуће ближе радној осовини.

Ако брзина ротације вретена алата за сечење метала не одговара брзини ротације вишебрзинског мотора, овај други је повезан са вретеном помоћу каиша или зупчаника. Сличан кинематски дијаграм се користи за операционе сале стругова, глодалица или малих машина за бушење. Додавање једноставне претраге таквој шеми у великој мери проширује опсег контроле брзине машине, проширујући кинематички ланац машине само при малим брзинама ротације.

Употреба вишебрзинског мотора у електричном погону машине алатке, директно спојеног на варијатор брзине, у великој мери проширује могућност несметане контроле брзине машине.Примена, на пример, двобрзински мотор 2п = 8/2 и механички варијатор са односом брзине 4: 1, можете применити да подесите контролу брзине без степена од 187 до 3000 обртаја у минути, тј. добити опсег подешавања 16:1.

Са двобрзинским мотором од 500/3000 обртаја у минути и варијатором односа 6:1, опсег глатке контроле брзине машине је проширен на 36:1, што се постиже коришћењем појачања после варијатора.

Опсег глатке контроле брзине вожње може се померити у област већих или нижих брзина променом брзине ротације вишебрзинског мотора. Ако то није довољно, између мотора и варијатора се поставља овердриве или довнсхифт, најчешће клинасти каиш или каиш.

За глатку регулацију брзине у релативно малом опсегу до 1:4 са константним обртним моментом вратила, асинхрони мотор са клизна спојка.

Ефикасност таквог мотора одређена је изразом η = 1 — с, где је с клизање једнако разлици између брзина ротације ротора и излазног вратила. Дакле, при с = 80%, ефикасност ће бити само 20%. У овом случају, сви губици снаге су концентрисани у бубњу квачила.

Заменом конвенционалног једнобрзинског мотора са вишебрзинским у погону са клизним квачилом, могуће је повећати ефикасност и проширити опсег регулације брзине овог погона.На пример, код двобрзинског мотора са односом промене полова 2:1, контрола брзине се врши у корацима од односа 2:1, а у интервалу између ових брзина и испод њих, глатко подешавање се врши помоћу клизног квачила. Укупан опсег контроле биће 4:1 са минималном ефикасношћу од 50%.

Због потпунијег коришћења регулационих својстава спојница (контролни опсег 5:1), могуће је проширити опсег управљања на 10:1 при најмањој ефикасности (при најмањој брзини ротације вратила) η = 20 %.

Примена тробрзинског мотора са намотајем који мења полове 2п = 8/4/2 омогућава повећање опсега управљања на 8: 1 при најнижој ефикасности погона η = 50% и достизање контролне границе од 20: 1 при ефикасности при најмањој брзини η=20%.