Elektrisk aksel og dens anvendelse i den elektriske driften av metallskjæremaskiner

Artikkelen diskuterer enheten, driftsprinsippet og eksempler på bruk av elektriske systemer for synkron rotasjon (elektrisk aksel) i metallskjæremaskiner og installasjoner.

Anta at to aksler som ikke er mekanisk forbundet med hverandre skal rotere med samme hastighet uten å dreie i forhold til hverandre. For å sikre slik synkron og i-fase rotasjon med motorer D1 og D2, som roterer henholdsvis aksler A og II (fig. 1), kobler du asynkrone hjelpemaskiner A1 og A2 til faserotorer. Rotorviklingene til disse maskinene er koblet mot hverandre.

Hvis rotasjonshastighetene til de to maskinene og posisjonene til rotorene deres er de samme, er de elektromotoriske kreftene indusert i viklingene til rotorene til maskinene A1 og A2 like og rettet mot hverandre (fig. 2, a), og strømmen går ikke i rotorkretsen.

Anta at rotasjonsretningen til feltet til hjelpemaskinene sammenfaller med rotasjonsretningen til rotorene deres.Ettersom rotasjonen til maskinen A2 bremser ned, vil rotoren ligge bak den til A1, noe som resulterer i f.eks. etc. c. Ep2 indusert i rotorviklingen vil skifte i fase til fremføringen (fig. 2, b), og i rotorkretsen til maskinene A1 og A2 under påvirkning av vektorsummen til e. etc. med E vises utjevningsstrømmen Az.

Ris. 1. Ordning for synkron kommunikasjon

Ris. 2. Vektordiagrammer av det synkrone kommunikasjonssystemet

Den nåværende vektoren I vil ligge etter vektoren e. etc. med E i vinkelen φ... Strømvektorprojeksjon Az på vektoren e osv. v. Ep2 faller sammen med denne vektoren i retning. Projeksjonen av gjeldende vektor på vektoren e. etc. s. Ep1 er rettet mot ham. Det følger at maskin A2 vil fungere i motormodus og maskin A1 i generatormodus. I dette tilfellet vil akselen til maskin A2 bli akselerert og akselen til maskin A1 bremses. På denne måten vil maskinene utvikle dreiemomenter som gjenoppretter den synkrone rotasjonen av akslene. I og II og den tidligere koordinerte posisjonen i rommet til rotorene til maskinene A1 og A2. Rotorene til disse maskinene kan rotere både i feltets rotasjonsretning og i motsatt retning.

Dette systemet kalles et elektrisk synkronrotasjonssystem... Det kalles også en elektrisk aksel... Synkronrotasjonssystemet kan erstatte for eksempel blyskruer i skruedreiebenker.

Siden matekretsene til metallskjæremaskiner, sammenlignet med kretsene til hovedbevegelsen, vanligvis bruker lav effekt, kan et enklere skjema for synkron rotasjon brukes til å synkronisere hovedbevegelsen med matingen (fig. 3).I dette tilfellet er et konstant misforhold mellom posisjonene til rotorene til maskinene A1 og A2 uunngåelig, uten hvilken det ikke ville være noen strøm i rotorkretsen til maskinen A2, og det ville ikke være i stand til å overvinne øyeblikket av motstandskreftene til forsyningskretsen. Siden A2-maskinen mottar strøm fra statoren og rotoren, krever dette elektriske akselsystemet en seks-leder tilkobling til motoren, installert i mange tilfeller på en bevegelig maskinblokk, vanligvis vist i den stiplede linjen.

Ris. 3. Synkrone kommunikasjonssystemer av en tung skrue dreiebenk

Innenfor vinkelavviket, som ikke overstiger 90 °, øker det elektriske synkroniseringsmomentet. For å sikre et betydelig synkroniseringsmoment, må synkrone kommunikasjonsmaskiner ved alle mulige vinkelfrekvenser operere med store slipp (ikke mindre enn 0,3 - 0,5). Derfor må disse maskinene være store nok til å unngå uakseptabel oppvarming.

Kraften til maskinene økes ytterligere i et forsøk på å eliminere påvirkningen av lastsvingninger og friksjonskrefter. Det brukes også mekaniske transmisjoner som reduserer rotasjonsfrekvensen til maskinakslene og følgelig størrelsen på vinkelfeilen redusert til maskinakselen Før man starter driften av den elektriske akselen, kobles de asynkrone maskinene A1 og A2 til en enfaset strømforsyning. I dette tilfellet inntar rotoren til maskinen A2 sin utgangsposisjon, som tilsvarer posisjonen til rotoren til maskinen A1.

Synkrone rotasjonssystemer rasjonelt brukt for tungmetallskjæremaskiner, siden produksjonen av lange blyskruer er forbundet med betydelige vanskeligheter.I tillegg, når lengden på skruene eller akslene øker, på grunn av deres vridning, reduseres nøyaktigheten av koordineringen av det gjensidige arrangementet av maskindelene. I et elektrisk akselsystem kan ikke avstanden mellom akslingene påvirke nøyaktigheten av operasjonen.

Når du bruker en elektrisk aksel, elimineres de mekaniske koblingene av kaliprene til spindelen, og kinematisk diagram er sterkt forenklet. En betydelig ulempe med elektriske akselsystemer i tungmetallskjæremaskiner er muligheten for skade på en kostbar del ved strømbrudd, da feiljustering umiddelbart oppstår. I noen tilfeller, i en slik ulykke, kan skade på arbeidsstykket forhindres ved rask automatisk tilbaketrekking av verktøyet.

Et opplegg med to identiske asynkronmotorer med faserotorer er av interesse for maskinteknikk (fig. 4). Siden kretsen til begge rotorene er lukket til reostaten R, begynner begge rotorene å rotere når motorene er koblet til AC-nettet.

Ris. 4. Ordning for synkron kommunikasjon med en roterende reostat

I tillegg til strømmene som flyter i rotor- og reostatviklingene, flyter det en utjevningsstrøm i rotorkretsen til begge maskinene. Tilstedeværelsen av denne strømmen fører til at det vises et synkroniseringsmoment, som et resultat av at maskinene roterer synkront. Dette systemet kan brukes til å heve og senke tverrarmene på store høvler, overfreser og karuseller.

Takket være det elektriske akselsystemet løses problemet med koordinert bevegelse av transportører som er en del av et produksjonskompleks.Den mest praktiske applikasjonen i dette tilfellet oppnås fra varianten av synkron rotasjon av motorer med en felles frekvensomformer.

I tillegg til de elektriske akselsystemene for maskinbygging som er vurdert, er det utviklet og brukt andre AC-maskinsystemer, inkludert enfasesystemer og systemer med synkronmotorer av spesiell konstruksjon.