Стартовая >> Оборудование >> Эл. машины >> Электромагнитные муфты скольжения

Приводы с регулируемой скоростью маховика - Электромагнитные муфты скольжения

Оглавление
Электромагнитные муфты скольжения
Устройство и принцип действия
Разновидности магнитных систем
Магнитные системы синхронных муфт
Разветвленные магнитные системы
Комбинированные магнитные системы
Конструктивная компоновка
Материалы для магнитных систем
Муфты со скользящим токоподводом
Бесконтактные муфты
Конструкции муфт, объединенных с тормозами
Муфты с водяным охлаждением
Измерение вращающего момента, определение рассеиваемой мощности
Влияние параметров магнитных систем на механические характеристики муфт
Оптимальная длина зубцов-полюсов
Разновидности систем привода
Приводы с регулируемой скоростью маховика
Особенности процессов пуска муфт в системах автоматического управления
Способы ускорения переходных процессов
Системы управления муфтами
Системы с обратной связью по частоте вращения муфты
Системы с обратными связями по частоте вращения и моменту муфты
Системы с обратными связями по передаваемой мощности
Системы компаундирования муфт
Естественное охлаждение
Системы воздушного охлаждения
Шумовые характеристики систем вентиляции
Системы водяного охлаждения
Электромеханические передачи с муфтами и тормозами скольжения
Передачи с механическим дифференциалом
Кинематические соотношения и вращающие моменты в передачах

Работа маховикового привода с ударной нагрузкой, в котором муфта скольжения установлена между приводным двигателем и маховиком (рис. 7.1,б), представлена графиками на рис. 7.2. При установившейся угловой скорости холостого хода привода и ограничении вращающего момента значением (см. § 8.10) работа происходит на участке механической характеристики ab. Приложение ударной нагрузки вызывает быстрое снижение угловой скорости маховика с отдачей им соответствующей кинетической энергии, а затем угловая скорость постепенно восстанавливается до прежнего значения.

 Жесткая механическая характеристика двигателя позволяет пренебречь изменениями угловой скорости. Время приложения нагрузки также незначительно по сравнению с периодом цикла. Если значение Мпpi подобрано так, что восстановление угловой скорости заканчивается в конце периода цикла, то участки холостого хода отсутствуют и мощность приводного двигателя постоянна (рис. 7.2,б).
При увеличении предельного момента до значения восстановление угловой скорости маховых масс от точки d до точки е заканчивается к концу периода (рис. 7.2,в), т. е. быстрее, чем в предыдущем случае, и в отрезки времени привод работает на холостом ходу. При работе на участке механической характеристики се момент привода снижается, а рост угловой скорости замедляется (участок перегиба на рис. 7.2,в). В этом случае мощность двигателя не постоянна, а периодически изменяется от значения до мощности холостого хода   — момент холостого хода.
Так как значения предельных моментов практически постоянны, то при разгонах угловая скорость маховика изменяется линейно, и для случая tх=0 (рис. 7.2,б) средняя угловая скорость ведомого вала муфты
(7.1)
Работа маховика при одном нагружении
(7.2)
где J   —  момент инерции всех маховых масс, приведенный к угловой скорости вала муфты.

Рис. 7.2. Механические характеристики муфты (а) и изменение параметров во времени (б, в) при работе с регулируемой частотой вращения маховика

На рис. 7.3,а показаны зависимости КПД муфты от относительной угловой скорости для различных значений.

Рис. 7.3. Зависимости КПД муфты от угловой скорости в приводе с регулируемой частотой вращения маховика  
Как видно из графиков, увеличение степени использования кинетической энергии маховика приводит к снижению КПД муфты, и в предельном случае, когда весь запас кинетической энергии маховика расходуется на выполнение рабочей операции, КПД вдвое ниже, чем при работе со статической нагрузкой.

Работа с периодами холостого хода tx (рис. 7.2,в) влияет на энергетические показатели муфты, повышая ее КПД, причем это влияние возрастает с увеличением степени использования кинетической энергии маховика. В ряде случаев использование формулы (7.11) может представлять неудобства, поскольку базовая величина энергии АУ не является постоянной, а зависит от ωу. Если за базовую величину принять постоянную кинетическую энергию маховых масс при угловой скорости ω0, то КПД муфты будет
(7.12)
Зависимости, описываемые формулой (7.12), приведены на рис. 7.3,б.

Штрих-пунктирными линиями на рис. 7.3,б ограничены возможные области работы привода. Эти граничные условия определяются равенством нулю подкоренного выражения в формуле (7.12), из которого получаем
(7.13)
Угловая скорость не может быть снижена больше, чем допускает выражение (7.13), так как в этом случае к концу периода цикла кинетическая энергия маховых масс не будет восстановлена.
Пунктирной линией (рис. 7.3,б) показаны значения КПД муфты при статическом режиме работы.
Если в процессе работы привода, схематически показанного на рис. 7.1,б, в течение каждого цикла производится включение и выключение фрикционной муфты сцепления, то в работу Ам должна входить работа включения, равная
(7-14).
где Jвк   —  приведенный к угловой скорости вала муфты момент инерции деталей привода и механизма, присоединяемых к маховику муфтой сцепления.
Половина работы включения переходит в кинетическую энергию присоединяемых масс, а вторая половина расходуется на потери скольжения, выделяемые на фрикционных поверхностях муфты сцепления.
С увеличением угловой скорости работа включения возрастает и в ряде случаев может превысить полезную работу.

Приведенный анализ показывает, что для повышения КПД муфты в приводе с регулируемой скоростью маховика могут использоваться следующие способы:

  1. уменьшение работы А, выполняемой приводом за период цикла;
  2. снижение диапазона регулирования, выражающееся в повышении ω и минимального значения Ау;
  3. увеличение момента инерции и кинетической энергии маховых масс А0;
  4. повышение вращающего момента муфты и мощности привода, вызывающее увеличение времени- tx и снижение tр.ц.

Последний способ не может дать значительного эффекта, поскольку увеличение Мпр частично компенсирует рост tx и выражение (7.12) изменяется мало. К недостаткам метода относятся также удорожание привода и снижение в периоды времени tx КПД и коэффициента мощности приводного двигателя.
При работе муфты в режиме tx=0 (рис. 7.2,б) параметры привода имеют предельные значения, обеспечивающие его работу.
Уменьшение Мпр или повышение отношения Ам/А0 сверх допустимых значений приведет к нарушению работы. В этом случае к концу периода цикла угловая скорость маховика не будет полностью восстановлена и в каждом последующем цикле будет продолжать снижаться.



 
« Электромагнитные индукционные насосы   Электромашинные преобразователи »
электрические сети