Fordeler med å bruke flerhastighetsmotorer

Utskifting av konvensjonelle entrinns motorer med flertrinns forbedrer i mange tilfeller de teknologiske og operasjonelle kvalitetene til maskiner og metallskjæremaskiner betydelig og reduserer arbeidsintensiteten i produksjonen.

Flerhastighetsmotorer brukes:

• i maskindrev og metallskjæremaskiner, hvis hastighet er ønskelig å endre avhengig av størrelsen, hardheten og andre fysiske egenskaper til det bearbeidede materialet eller avhengig av teknologiske faktorer. Disse inkluderer metallskjære- og trebearbeidingsmaskiner, sentrifugalseparatorer, mudder og andre mekanismer for ulike bruksområder;

• i maskiner, metallskjæremaskiner og mekanismer med forskjellige drifts- og tomgangshastigheter (sagbruk);

• for start og stopp uten skarpe støt på bord med betydelig fart (heiser, taljer). I dette tilfellet foregår arbeidsprosessen med den høyeste rotasjonshastigheten, og start og stopp av mekanismen - ved lave omdreininger, ofte med automatisk veksling av antall poler;

• i maskindrev og verktøymaskiner med kraft som varierer avhengig av tid på døgnet, sesong m.m. (pumper, vifter, lasteenheter, transportører, etc.);

• i maskindrev med flere forskjellige formål som hver krever forskjellig hastighet, for eksempel oljebrønnutstyr hvor den laveste hastigheten brukes til å pumpe olje og den høyeste hastigheten brukes til å installere rør;

• i mekanismer hvis hastighetsendring bestemmes av forbrukt kraft. Et eksempel er flate valseverk, hvor i utgangspunktet, med betydelig metalldeformasjon, valsing utføres med lav hastighet, og etterbehandlingsoperasjoner med høy hastighet.

• i blokker, hvor i tillegg til å regulere motorens rotasjonshastighet ved å bytte antall poler, utføres en ekstra økning i hastighetskontrollgrensen ved å endre frekvensen til forsyningsnettverket.

Takket være bruken av flertrinnsmotorer i elektriske drivverk av maskiner og metallskjæremaskiner, er det mulig å:

1) å forenkle utformingen av maskinene med unntak av girkasser og strømforsyninger;

2) øke ytelsen, produktiviteten og enkelt vedlikehold av metallskjæremaskiner;

3) forbedre kvaliteten på maskinbehandlingen ved å redusere vibrasjoner og redusere unøyaktigheten i driften av mekanismer med et stort antall gir;

4) øke effektiviteten til maskinen ved å redusere mellomleddene i den kinematiske kjeden;

5) endre hastigheten i bevegelse uten å stoppe maskinen;

6) forenkle den automatiske styringen av prosessene for start, stopp, reversering og stopp;

7) forenkling av automatisk styring av behandlingsmoduser avhengig av teknologiske faktorer.

Start av motoren ved lavere rotasjonshastighet har også den fordelen at absoluttverdien av startstrømmen i dette tilfellet som regel vil være mindre enn startstrømmene for høyere hastigheter. Når du bytter spolen fra et mindre til et større antall poler, dvs. når motorhastigheten reduseres, regenerativ bremsing av motoren, som forkorter maskinens stoppetid og ikke er forbundet med energitap, slik tilfellet er ved reversbremsing.

Det er store muligheter for å bruke flertrinnsmotorer i en lang rekke typer universelle og spesielle automatiserte metallskjæremaskiner: dreiing, dreiebenker, boring, fresing, sliping, langsgående og tverrgående høvling, sliping, etc.

Flerhastighetsmotorer er mest brukt i maskinverktøy og trebearbeidingsmaskiner.

Et betydelig utvalg av hastighetsregulering av universelle metallskjæremaskiner krever reduksjonsgir eller girkasser med et stort antall kontrolltrinn. Når justeringsprosessen utføres på kun én mekanisk måte, er girkassene strukturelt mye mer komplekse og krever et mer komplekst kontrollsystem.

Begge faktorene forårsaker en økning i arbeidsintensiteten og en økning i kostnadene ved produksjon av girkasser.Derfor er et sammensatt hastighetskontrollsystem mye brukt i verktøymaskiner, som er en kombinasjon av en elektrisk motor, hvis hastigheter reguleres over et ganske bredt område, med en girkasse eller relativ tomgang med høyere effektivitet sammenlignet med mer komplekse girkasser.

Det er spesielt lurt å bruke flerhastighetsmotorer i metallskjæremaskiner, hvor du kan begrense deg til to, tre eller fire forskjellige hastigheter ved en maskinspindelhastighet lik motorhastigheten. I dette tilfellet brukes innebygde flerhastighetsmotorer. Statoren til motoren er innebygd i maskinens topplager, og spindelen er forbundet med en kobling til motorens rotoraksel, eller motorens rotor er montert direkte på spindelen.

En slik design av maskinen viser seg å være ekstremt enkel, dens kinematiske kjede er den korteste, og motoren er så nær arbeidsakselen som mulig.

Hvis rotasjonshastigheten til spindelen til metallskjæreverktøyet ikke tilsvarer rotasjonshastigheten til flerhastighetsmotoren, er sistnevnte koblet til spindelen ved hjelp av et belte eller gir. Et lignende kinematisk diagram brukes for operasjonsrom til dreiebenker, fresemaskiner eller små boremaskiner. Ved å legge til enkelt søk i et slikt opplegg utvides rekkevidden av maskinhastighetskontroll betraktelig, og utvider maskinens kinematiske kjede kun ved lave rotasjonshastigheter.

Bruken av en flerhastighetsmotor i den elektriske stasjonen til maskinverktøyet, koblet direkte til hastighetsvariatoren, utvider muligheten for jevn kontroll av maskinens hastighet i stor grad.Applikasjon, for eksempel, en to-trinns motor 2p = 8/2 og en mekanisk variator med et hastighetsforhold på 4: 1, kan du implementere for å sette trinnløs hastighetsregulering fra 187 til 3000rpm, dvs. få et 16:1 justeringsområde.

Med en 500/3000 rpm to-trinns motor og en 6:1 variator, utvides området for jevn maskinhastighetskontroll til 36:1 oppnådd ved å bruke boost etter variatoren.

Området for jevn kjørehastighetskontroll kan flyttes inn i området med høyere eller lavere hastigheter ved å endre rotasjonshastigheten til flerhastighetsmotoren. Hvis ikke dette er nok, plasseres en overgir eller nedgiring mellom motor og variator, oftest en kilerem eller reim.

For jevn hastighetsregulering i et relativt lite område opp til 1:4 med konstant akselmoment, en asynkronmotor med glidende clutch.

Effektiviteten til en slik motor bestemmes av uttrykket η = 1 — s, hvor s er slip lik forskjellen mellom rotasjonshastighetene til rotoren og utgangsakselen. Derfor, ved s = 80 %, vil effektiviteten bare være 20 %. I dette tilfellet er alle krafttapene konsentrert i clutchtrommelen.

Ved å erstatte en konvensjonell enkelthastighetsmotor med en flertrinnsmotor i et glidende clutchdrev, er det mulig å øke effektiviteten og utvide hastighetsreguleringen til denne stasjonen.For eksempel, i en to-trinns motor med et 2:1 polskifteforhold, utføres hastighetskontroll i trinn på 2:1 forhold, og i intervallet mellom disse hastighetene og under dem, utføres jevn justering av slurekoblingen. Det totale kontrollområdet vil være 4:1 med en minimumseffektivitet på 50 %.

På grunn av større bruk av reguleringsegenskapene til koblingene (kontrollområde 5: 1), er det mulig å utvide kontrollområdet til 10: 1 ved laveste virkningsgrad (ved laveste rotasjonshastighet for akselen) η = 20 %.

Bruk av en tre-trinns motor med en polskiftende vikling 2p = 8/4/2 gjør det mulig å øke kontrollområdet til 8: 1 ved laveste driveffektivitet η = 50 % og nå kontrollgrensen på 20:1 ved effektivitet ved laveste hastighet η=20%.