Accionamiento eléctrico mediante diferentes tipos de embragues electromagnéticos

Para instalaciones que requieran regulación de la velocidad de rotación utilizando las máquinas y dispositivos más sencillos, se pueden utilizar accionamientos eléctricos con embragues electromagnéticos de varios tipos.

son los mas comunes embragues deslizantes electromagnéticos, con la ayuda de la cual es relativamente fácil proteger los elementos de una máquina en funcionamiento contra daños con un fuerte aumento de las cargas, ajustar la velocidad de rotación, obtener características especiales y mejorar las propiedades de arranque de un accionamiento eléctrico cuando se utilizan motores con un pequeño par de arranque (motores de inducción de rotor de ardilla y motores síncronos).

Un embrague deslizante electromagnético es una máquina eléctrica que consta de dos partes, un inductor y una armadura, que están dispuestas concéntricamente y separadas por un espacio de aire.La parte del embrague firmemente conectada al eje del motor eléctrico es la parte de transmisión, y la segunda parte conectada al eje de transmisión de la máquina en funcionamiento es la parte impulsada.

Un inductor tiene polos con una bobina de excitación que recibe energía de una fuente de CC a través de anillos colectores. La armadura es un circuito magnético fabricado en chapa de acero eléctrico, con un devanado de cortocircuito en forma de jaula de ardilla.

El principio de funcionamiento del embrague es el mismo. el principio de funcionamiento de un motor asíncrono multifásico… Pero en un motor de inducción, se crea un campo magnético giratorio por medio de un devanado polifásico alimentado por una fuente de corriente alterna con un desfase correspondiente, y en un embrague deslizante los polos giran con un flujo magnético constante en relación con el cortocircuito.

En esta bobina, bajo la acción de un flujo magnético, fem corriente alterna, amplitud y frecuencia que depende de la diferencia entre las velocidades de las partes impulsada e impulsada del embrague, se produce una corriente y se produce un par.

Al cambiar la corriente en el devanado de campo, es posible obtener diferentes características mecánicas, que representan la dependencia del par transmitido del deslizamiento del embrague, que son similares a las características mecánicas de un motor asíncrono polifásico cuando se ajusta el voltaje que se le suministra.

El diseño más simple tiene un embrague electromagnético con una armadura de núcleo de acero sólido. El par de este embrague se genera corrientes de Foucault inducidas en el núcleo.

Este diseño del conector aumenta significativamente su confiabilidad, ya que un núcleo masivo, calentado por las corrientes de Foucault que fluyen en él, tiene contacto directo con el entorno externo y el calor se elimina mejor del conector.

Por lo general, el inductor es la parte interna del conector equipado con postes sobresalientes con un devanado de campo alimentado a través de los anillos colectores con corriente continua.

Las características mecánicas de un acoplamiento electromagnético con un circuito magnético masivo, debido a su importante resistencia, tienen la forma de las características del reóstato de un motor de inducción.

Si es necesario que el par del acoplamiento permanezca aproximadamente constante, independientemente de la cantidad de deslizamiento, los polos del inductor tienen una forma especial, en forma de pico o garra.

Se consume una cantidad relativamente pequeña de energía para excitar el embrague, que no es proporcional a la energía transmitida por el embrague y varía de 0,1 a 2,0%. Los números más pequeños se refieren a conectores de alta potencia y los números más grandes a conectores de baja potencia. Entonces, en un acoplador que transmite una potencia de 450 kW, las pérdidas de excitación son de 600 W, y en un acoplador para una potencia de 5 kW, aproximadamente 100 W.

Un sistema de embrague electromagnético proporciona el rango de control de velocidad necesario, generalmente variando la corriente en la bobina del inductor. Pero la eficiencia de la unidad en este caso será menor que cuando se ajusta el reóstato. Esto se debe a que la eficiencia general de la transmisión es igual al producto de la eficiencia del propio embrague y la eficiencia del motor.

Las pérdidas por acoplamiento están determinadas principalmente por las pérdidas por deslizamiento generadas en el inducido del acoplamiento. En el caso de acoplamientos potentes, es necesario contar con un dispositivo especial para eliminar una cantidad significativa de calor.

Los embragues electromagnéticos ofrecen valiosas propiedades combinadas con un funcionamiento fiable motor asíncrono de jaula de ardilla.

Un motor de jaula de ardilla tiene un par de arranque relativamente bajo, una corriente de arranque significativa y un par crítico suficientemente alto. Por lo tanto, con la ayuda de un embrague electromagnético, el motor puede arrancarse en ausencia de corriente en la bobina de excitación del embrague, es decir. cuando el par transmitido por el embrague es cero. En este caso, el motor acelera rápidamente sin carga y su calentamiento es insignificante.

Después de que el motor se mueve a la parte de trabajo de la característica, se suministra corriente a la bobina de excitación del embrague, lo que provoca la aparición de un momento electromagnético en él. La parte conducida del acoplamiento permanecerá estacionaria hasta que el momento transmitido por el acoplamiento supere el momento de la carga estática.

Al mismo tiempo, la parte motriz del embrague cargará el motor con un par de la misma magnitud que el aplicado a la parte motriz del embrague. En este caso, el motor puede desarrollar un par cercano al crítico y exceder significativamente su par de arranque, y la corriente del motor será menor que cuando arranca.

Por lo tanto, se mejora el uso de un embrague electromagnético. propiedades de arranque del motor electricoSoy.De manera similar, se pueden mejorar las propiedades de arranque de un motor síncrono, que son mucho peores que las de un motor de inducción de jaula de ardilla.

Una de las variedades de embragues electromagnéticos son conectores llenos de polvos magnéticos… La principal diferencia entre el embrague de polvo y los embragues deslizantes descritos anteriormente es que el polvo de hierro (generalmente mezclado con aceite) se coloca entre dos partes giratorias del embrague encerradas en una carcasa sellada.

Si la bobina de campo no está energizada, entonces el polvo de hierro se encuentra en un estado desordenado. Cuando se suministra corriente a la bobina de excitación, bajo la acción de su campo magnético, el polvo se ubicará a lo largo de las líneas de fuerza magnéticas, formando una especie de circuitos que cierran el espacio de aire y aseguran la transferencia de energía desde el conductor. parte del embrague a los accionamientos Cuanto mayor sea la corriente de excitación, mayor será el par que el embrague puede transmitir.

El embrague de polvo electromagnético proporciona no solo arranque, sino también regulación de velocidad, y también se puede utilizar como embrague de seguridad que limita el par máximo transmitido al eje de la máquina de trabajo.

Debido a la alta permeabilidad magnética del polvo de hierro en comparación con el aire, el acoplamiento requiere una potencia de excitación significativamente menor que el acoplamiento por inducción.

Según el método de suministro de corriente a los devanados de campo, se distinguen los conectores de polvo con contacto y sin contacto. En los conectores de contacto, la bobina de excitación está ubicada en la parte giratoria y la bobina se energiza a través de los anillos colectores.

La bobina de excitación de los conectores sin contacto se coloca en la parte estacionaria del circuito magnético, separada de los elementos giratorios por un pequeño espacio de aire.

En algunos casos, los embragues electromagnéticos de inducción y de polvo se integran en los cuerpos de la máquina de trabajo, de forma similar a los motores eléctricos personalizados, o se combinan en un diseño común con su motor de accionamiento. Con esta solución, las dimensiones y el peso del accionamiento se reducen significativamente.

En algunos casos, se utilizan embragues hidráulicos o convertidores de par en lugar de embragues electromagnéticos. Entonces el accionamiento se llama hidráulico.

Recientemente, en la modernización del equipo eléctrico de las máquinas de corte de metales, máquinas y otros mecanismos de producción diversos, el accionamiento eléctrico se reemplaza por acoplamientos de inducción y polvo. de un accionamiento eléctrico controlado por frecuencia utilizando motores de inducción de jaula de ardilla accionados por a través de convertidores de frecuencia.