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

Естественное охлаждение - 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

В ряде случаев отвод теплоты в муфтах осуществляется естественным способом без применения социальных систем охлаждения. Естественное охлаждение обычно применяют в муфтах малой мощности, с внешним ведущим якорем и в муфтах, предназначенных для работы с вентиляторными нагрузками. Иногда муфты с естественным охлаждением находят применение в приводах с большими потерями скольжения. В этом случае выбор типоразмера муфты производится не по заданному вращающему моменту, а по рассеиваемой мощности, вследствие чего размеры и установленная мощность муфты имеют завышенные значения.
Для увеличения рассеиваемой мощности внешняя поверхность якоря муфт с естественным охлаждением чаще всего выполняется оребренной. Охлаждающие ребра могут иметь направление вдоль образующих обода якоря или по его окружности. В целях лучшего использования ребер в качестве участков магнитопровода целесообразно их направление выполнять одинаковым с направлением магнитных силовых линий.
При достижении установившейся температуры деталей муфты выделяющееся количество теплоты равно отдаваемому окружающей среде' путем излучения и конвекции. Уравнение теплового баланса при этом имеет вид
(11.3)
где Ро — потери, отводимые с охлаждаемой поверхности; а — коэффициент теплоотдачи; SП — площадь охлаждаемой поверхности; Δθп — разность температур охлаждаемой поверхности и охлаждающего воздуха.
Коэффициент теплоотдачи равен количеству теплоты, рассеиваемому в единицу времени с единицы площади охлаждаемой поверхности при превышении ее температуры на 1 °С, и может быть представлен суммой
(П.4)
где αи — коэффициент теплоотдачи излучением; αк — коэффициент теплоотдачи конвекцией.
Охлаждение поверхности за счет теплопроводности воздуха пренебрежимо мало, и им пренебрегают в расчетах.

РАССЕИВАЕМАЯ МОЩНОСТЬ МУФТ

Наибольшее значение потерь, отводимых муфтой в охлаждающую среду при допустимых температурах ее деталей, зависит от многих параметров. Этот показатель, называемый рассеиваемой мощностью, зависит от размеров муфты и их соотношений, конструктивного исполнения, определяемого расположением относительно друг друга якоря, подшипников и обмотки возбуждения, используемой системы охлаждения, частоты вращения ведущей части и многих других менее значащих факторов.

С увеличением размеров муфты возрастают площадь ее охлаждаемой поверхности и рассеиваемая мощность. Поскольку вращающий момент и передаваемая мощность изменяются пропорционально активному диаметру якоря в третьей степени, а площадь его поверхности — лишь в первой степени, увеличение размеров и мощности муфт приводит к ухудшению их охлаждения и уменьшению предельного диапазона регулирования. Активная длина якоря приблизительно одинаково влияет на площадь поверхности и мощность муфты, однако при увеличении длины ухудшается теплопередача в массиве якоря и увеличивается нагрев охлаждающего воздуха при аксиальной вентиляции. В муфтах с внешним якорем и естественным охлаждением повышение отношения длины якоря к диаметру увеличивает рассеиваемую мощность.

Рис. 11.1. Зависимости рассеиваемой мощности муфт от передаваемой
Из-за большого разнообразия конструкций выпускаемых муфт и различия допустимых температур их деталей значения рассеиваемой мощности имеют заметный разброс. Средние значения рассеиваемой мощности приведены на рис. 11.1 в абсолютных и относительных единицах.
Кривые 1 получены для закрытых бесконтактных муфт с воздушным охлаждением, встроенными вентиляторами и аксиальным продувом, кривые 2 — для открытых муфт с внешним якорем, скользящим токопроводом и аксиальной вентиляцией внутренней активной поверхности якоря, а также для муфт с дисковым якорем. Снижение мощности Рт открытых муфт обусловлено увеличением воздушных зазоров.

В абсолютных единицах кривые рассеиваемой мощности с достаточной точностью описываются аналитическим выражением
(11.12)
а в относительных
(11.13)
где с — коэффициент, зависящий от эффективности системы

охлаждения. Для кривых 1 (рис. 11.1) с=3,1, а для кривых 2—С=1,7.
Снижение относительной рассеиваемой мощности при увеличении полезных мощностей муфт с воздушным охлаждением ограничивает их использование в приводах с постоянным моментом нагрузки. При вентиляторном моменте нагрузки максимум потерь скольжения обычно не превышает 15—20 % полезной мощности, вследствие чего муфты с воздушным охлаждением используются до мощностей в несколько сотен киловатт.
По рассматриваемым показателям значительно эффективнее муфты с водяным охлаждением, в которых относительная рассеиваемая мощность может достигать единицы даже при полезных мощностях в несколько сотен киловатт.
При увеличении частоты вращения ведущего вала муфты рассеиваемая мощность изменяется линейно по уравнению (6.70), в котором отрезок, отсекаемый на оси ординат, представляет собой рассеиваемую мощность муфты с неподвижным ведущим валом.
Выпускаемые муфты обычно предназначаются для работы с двигателями, имеющими различные частоты вращения. При этом рассеиваемая и полезная мощности изменяются так, что приведенные на рис. 11.1 зависимости сохраняются приблизительно неизменными для различных частот вращения.



 
« Электромагнитные индукционные насосы   Электромашинные преобразователи »
электрические сети