Entraînement électrique utilisant différents types d'embrayages électromagnétiques

Pour les installations nécessitant une régulation de la vitesse de rotation à l'aide des machines et appareils les plus simples, des entraînements électriques avec embrayages électromagnétiques de différents types peuvent être utilisés.

Ce sont les plus courants embrayages à friction électromagnétiques, à l'aide de laquelle il est relativement facile de protéger les éléments d'une machine de travail contre les dommages avec une forte augmentation des charges, d'ajuster la vitesse de rotation, d'obtenir des caractéristiques spéciales et d'améliorer les propriétés de démarrage d'un entraînement électrique lors de l'utilisation de moteurs avec un petit couple de démarrage (moteurs à induction à rotor court et moteurs synchrones).

Un embrayage à glissement électromagnétique est une machine électrique composée de deux parties, un inducteur et une armature, disposées concentriquement et séparées par un entrefer.La partie de l'embrayage fermement reliée à l'arbre du moteur électrique est la partie motrice, et la deuxième partie reliée à l'arbre d'entraînement de la machine de travail est la partie entraînée.

Une inductance a des pôles avec une bobine d'excitation qui reçoit de l'énergie d'une source CC à travers des bagues collectrices. L'induit est un circuit magnétique en tôle d'acier électrique, avec un enroulement de court-circuit en forme de cage d'écureuil.

Le principe de fonctionnement de l'embrayage est le même le principe de fonctionnement d'un moteur asynchrone polyphasé… Mais dans un moteur à induction, un champ magnétique tournant est créé au moyen d'un enroulement polyphasé alimenté par une source de courant alternatif avec un déphasage correspondant, et dans un embrayage à glissement, les pôles tournent avec un flux magnétique constant par rapport au court-circuit.

Dans cette bobine, sous l'action d'un flux magnétique, emf courant alternatif, amplitude et fréquence qui dépend de la différence entre les vitesses des parties entraînée et entraînée de l'embrayage, un courant se produit et un couple se produit.

En modifiant le courant dans l'enroulement de champ, il est possible d'obtenir différentes caractéristiques mécaniques, représentant la dépendance du couple transmis au patinage de l'embrayage, qui sont similaires aux caractéristiques mécaniques d'un moteur asynchrone polyphasé lors du réglage de la tension qui lui est fournie.

La conception la plus simple a un embrayage électromagnétique avec une armature à noyau en acier solide. Le couple de cet embrayage est généré courants de Foucault induits dans le coeur.

Cette conception du connecteur augmente considérablement sa fiabilité, car un noyau massif, chauffé par les courants de Foucault qui y circulent, est en contact direct avec l'environnement extérieur et la chaleur est mieux évacuée du connecteur.

Typiquement, l'inductance est la partie interne du connecteur équipée de plots en saillie avec un enroulement de champ alimenté par les bagues collectrices en courant continu.

Les caractéristiques mécaniques d'un couplage électromagnétique à circuit magnétique massif, du fait de sa résistance importante, ont la forme des caractéristiques du rhéostat d'un moteur à induction.

S'il est nécessaire que le couple de l'accouplement reste approximativement constant, quelle que soit la quantité de glissement, les pôles de l'inducteur ont une forme spéciale - sous la forme d'un bec ou d'une griffe.

Une puissance relativement faible est consommée pour exciter l'embrayage, qui n'est pas proportionnelle à la puissance transmise par l'embrayage et varie de 0,1 à 2,0 %. Les petits nombres font référence aux connecteurs à haute puissance et les grands nombres aux connecteurs à faible puissance. Ainsi, dans un coupleur qui transmet une puissance de 450 kW, les pertes d'excitation sont de 600 W, et dans un coupleur d'une puissance de 5 kW - environ 100 W.

Un système d'embrayage électromagnétique fournit la plage de contrôle de vitesse nécessaire, généralement en faisant varier le courant dans la bobine d'inductance. Mais l'efficacité de l'entraînement dans ce cas sera moindre que lors du réglage du rhéostat. En effet, le rendement global de l'entraînement est égal au produit du rendement de l'embrayage lui-même et du rendement du moteur.

Les pertes de couplage sont principalement déterminées par les pertes de glissement générées dans l'armature de couplage. Dans le cas d'accouplements puissants, il est nécessaire de disposer d'un dispositif spécial pour évacuer une quantité importante de chaleur.

Les embrayages électromagnétiques offrent des propriétés précieuses combinées à un fonctionnement fiable moteur asynchrone à cage d'écureuil.

Un moteur à cage d'écureuil a un couple de démarrage relativement faible, un courant de démarrage important et un couple critique suffisamment élevé. Par conséquent, à l'aide d'un embrayage électromagnétique, le moteur peut être démarré en l'absence de courant dans la bobine d'excitation de l'embrayage, c'est-à-dire lorsque le couple transmis par l'embrayage est nul. Dans ce cas, le moteur accélère rapidement à vide et son échauffement est négligeable.

Une fois que le moteur s'est déplacé vers la partie active de la caractéristique, un courant est fourni à la bobine d'excitation de l'embrayage, ce qui provoque l'apparition d'un moment électromagnétique dans celle-ci. La partie entraînée de l'accouplement restera immobile jusqu'à ce que le moment transmis par l'accouplement dépasse le moment de charge statique.

Dans le même temps, la partie menante de l'embrayage chargera le moteur avec un couple de même grandeur que celui appliqué à la partie menée de l'embrayage. Dans ce cas, le moteur peut développer un couple proche du critique et dépassant largement son couple de démarrage, et le courant moteur sera moindre qu'au démarrage.

Par conséquent, l'utilisation d'un embrayage électromagnétique est améliorée propriétés de démarrage du moteur électriqueJe suis.De même, les propriétés de démarrage d'un moteur synchrone, qui sont bien moins bonnes que celles d'un moteur à induction à cage d'écureuil, peuvent être améliorées.

L'une des variétés d'embrayages électromagnétiques sont connecteurs remplis de poudres magnétiques… La principale différence entre l'embrayage à poudre et les embrayages à glissement décrits ci-dessus est que la poudre de fer (généralement mélangée à de l'huile) est placée entre deux parties rotatives de l'embrayage enfermées dans un boîtier étanche.

Si la bobine de champ n'est pas alimentée, la poudre de fer est dans un état désordonné. Lorsqu'un courant est fourni à la bobine d'excitation, alors sous l'action de son champ magnétique, la poussière se situera le long des lignes de force magnétiques, formant une sorte de circuits qui ferment l'entrefer et assurent le transfert de puissance du conducteur partie de l'embrayage aux entraînements. Plus le courant d'excitation est important, plus le couple que l'embrayage peut transmettre est important.

L'embrayage à poudre électromagnétique assure non seulement le démarrage, mais également la régulation de la vitesse, et peut également être utilisé comme embrayage de sécurité qui limite le couple maximal transmis à l'arbre de la machine de travail.

En raison de la perméabilité magnétique élevée de la poussière de fer par rapport à l'air, le couplage nécessite une puissance d'excitation nettement inférieure à celle du couplage par induction.

Selon la méthode d'alimentation en courant des enroulements de champ, on distingue les connecteurs anti-poussière avec et sans contact. Dans les connecteurs à contact, la bobine d'excitation est située sur la partie rotative et la bobine est alimentée par les bagues collectrices.

La bobine d'excitation des connecteurs sans contact est placée sur la partie fixe du circuit magnétique, séparée des éléments tournants par un petit entrefer.

Dans certains cas, les embrayages électromagnétiques à poudre et à induction sont intégrés dans les corps de la machine de travail, similaires aux moteurs électriques personnalisés, ou combinés dans une conception commune avec leur moteur d'entraînement. Avec cette solution, les dimensions et le poids du variateur sont considérablement réduits.

Dans certains cas, des embrayages hydrauliques ou des convertisseurs de couple sont utilisés à la place des embrayages électromagnétiques. Ensuite, l'entraînement est appelé hydraulique.

Récemment, dans la modernisation de l'équipement électrique des machines à couper les métaux, des machines et d'autres mécanismes de production divers, un entraînement électrique est remplacé par des couplages à induction et à poudre d'un entraînement électrique à fréquence contrôlée à l'aide de moteurs à induction à cage d'écureuil entraînés par grâce à des convertisseurs de fréquence.