Электропривод с применением электромагнитных муфт различных видов

Электропривод с применением электромагнитных муфт различных видов

Для установок, требующих регулирования скорости вращения с помощью максимально простых машин и устройств, могут применяться электроприводы с электромагнитными муфтами различных видов.

Наиболее широкое распространение получили электромагнитные муфты скольжения, с помощью которых относительно легко предохранять элементы рабочей машины от поломок при резком увеличении нагрузок, регулировать скорость вращения, получать специальные характеристики и улучшать пусковые свойства электропривода при использовании двигателей с небольшим по величине пусковым моментом (асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и синхронные двигатели).

Электромагнитная муфта скольжения представляет собой электрическую машину, состоящую из двух частей индуктора и якоря, которые расположены концентрически и разделены воздушным зазором. Часть муфты, жестко связанная с валом электродвигателя, является ведущей, а вторая, соединенная с приводным валом рабочей машины, — ведомой.

На индукторе располагаются полюса с обмоткой возбуждения, которая через контактные кольца получает питание от источника постоянного тока. Якорь представляет собой магнитопровод, выполненный из листовой электротехнической стали, с размещенной на нем короткозамкнутой обмоткой в виде беличьей клетки.

Принцип работы муфты аналогичен принципу работы многофазного асинхронного двигателя. Но в асинхронном двигателе вращающееся магнитное поле создается с помощью многофазной обмотки, питающейся от источника переменного тока с соответствующим сдвигом фаз, а в муфте скольжения осуществляется вращение полюсов с постоянным магнитным потоком относительно короткозамкнутой обмотки.

В этой обмотке под действием магнитного потока индуктируется э.д.с. переменного тока, амплитуда и частота которой зависят от разности скоростей ведомой и ведущей частей муфты, появляется ток и возникает вращающий момент.

Изменяя ток в обмотке возбуждения, можно получить различные механические характеристики, представляющие зависимость передаваемого момента от скольжения муфты, которые аналогичны механическим характеристикам многофазного асинхронного двигателя при регулировании подводимого к нему напряжения.

Наиболее простую конструкцию имеет электромагнитная муфта якорем из массивного стального сердечника. Вращающий момент этой муфты создается вихревыми токами, наводимыми в сердечнике.

Такая конструкция муфты значительно повышает ее надежность, поскольку массивный сердечник, нагреваемый протекающими в нем вихревыми токами, имеет непосредственный контакт с внешней средой и тепло лучше отводится от муфты.

Обычно индуктором является внутренняя часть муфты, снабженная выступающими полюсами с обмоткой возбуждения, питающейся через контактные кольца постоянным током.

Механические характеристики электромагнитной муфты с массивным магнитопроводом из-за значительного его сопротивления имеют вид реостатных характеристик асинхронного двигателя.

Если необходимо, чтобы момент муфты оставался приблизительно постоянным независимо от величины скольжения, то полюса индуктора выполняют специальной формы — клювообразной или когтеобразной.

Для возбуждения муфты расходуется сравнительно небольшая мощность, которая не пропорциональна передаваемой муфтой мощности и составляет от 0,1 до 2,0%. Меньшие цифры относятся к муфтам большой мощности, а большие — к муфтам малой мощности. Так, в муфте, передающей мощность 450 кВт потери на возбуждение составляют 600 Вт, а в муфте на мощность 5 кВт — около 100 Вт.

Система с электромагнитной муфтой обеспечивает необходимый диапазон регулирования скорости обычно путем изменения тока в обмотке возбуждения индуктора. Но к. п. д. привода в этом случае будет меньше, чем при реостатном регулировании. Это объясняется тем, что общий к. п. д. привода равен произведению к. п. д. самой муфты и к. п. д. двигателя.

Потери в муфте определяются в основном потерями скольжения, выделяющимися в якоре муфты. В мощных муфтах необходимо иметь специальное устройство для отвода значительного количества тепла.

Электромагнитные муфты обладают ценным свойством в сочетании с надежным в эксплуатации асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором.

Двигатель с короткозамкнутым ротором имеет сравнительно небольшой пусковой момент, значительный пусковой ток и достаточно высокий критический момент. Поэтому, используя электромагнитную муфту, пуск двигателя можно осуществлять при отсутствии тока в обмотке возбуждения муфты, т. е. когда передаваемый муфтой момент равен нулю. В этом случае двигатель быстро разгоняется вхолостую и нагрев его незначительный.

После перехода двигателя на рабочую часть характеристики в обмотку возбуждения муфты подается ток, что вызывает появление в ней электромагнитного момента. Ведомая часть муфты будет оставаться неподвижной до тех пор, пока передаваемый муфтой момент не превысит статический момент нагрузки.

Одновременно ведущая часть муфты будет нагружать двигатель моментом такой же величины, как и приложенный к ведомой части муфты. При этом двигатель может развивать момент, близкий к критическому и значительно превышающий его пусковой момент, а ток двигателя будет меньше, чем при пуске.

Следовательно, применение электромагнитной муфты улучшает пусковые свойства электродвигателя. Аналогичным способом могут быть улучшены пусковые свойства синхронного двигателя, у которого они гораздо хуже, чем у асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Одной из разновидностей электромагнитных муфт являются муфты с магнитным порошковым заполнением. Основное отличие порошковой муфты от описанных выше муфт скольжения состоит в том, что между двумя вращающимися частями муфты, заключенными в герметизированный корпус, помещен железный порошок (чаще в смеси с маслом).

Если обмотка возбуждения не питается током, то железный порошок находится в беспорядочном, состоянии. Когда в обмотку возбуждения подается ток, то под действием ее магнитного поля порошок расположится вдоль магнитных силовых линий, образуя своеобразные цепочки, перекрывающие воздушный зазор и обеспечивающие передачу усилия от ведущей части муфты к ведомой. Чем больше ток возбуждения, тем больший момент может передать муфта.

Порошковая электромагнитная муфта обеспечивает не только пуск, но и регулирование скорости, а также может быть использована в качестве предохранительной муфты, ограничивающей предельную величину вращающего момента, передаваемого на вал рабочей машины.

Благодаря большой магнитной проницаемости железного порошка по сравнению с воздухом муфта требует значительно меньшую мощность для возбуждения по сравнению с индукционной муфтой.

По способу подвода тока к обмоткам возбуждения различают контактные и бесконтактные порошковые муфты. У контактных муфт обмотка возбуждения располагается на вращающейся части, и питание катушки осуществляется через контактные кольца.

Обмотка возбуждения бесконтактных муфт размещается на неподвижной части магнитопровода, отделенной от вращающихся элементов небольшим воздушным зазором.

Как порошковые, так и индукционные электромагнитные муфты в некоторых случаях встраиваются в органы рабочей машины, подобно электродвигателям индивидуального исполнения, или объединяются в общей конструкции с их приводным электродвигателем. При таком решении размеры и вес электропривода существенно уменьшаются.

В некоторых случаях вместо электромагнитных муфт применяют гидравлические муфты или гидротрансформаторы. Тогда привод называют гидравлическим.

В последнее время, при модернизации электрооборудования станков, машин и других различных производственных механизмов электропривод с индукционными и порошковыми муфтами заменяют на частотно-регулируемый электропривод с использованием асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротом, питающимся через частотные преобразователи.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Ранее на эту тему: Электропривод

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Муфты для электродвигателей, их классификация, назначение

Вращательное движение от двигателя передается на вал рабочей машины или редуктор через приводной механизм. Муфта является узлом привода и служит для прямой передачи крутящего момента без изменения его величины и направления. Она выполняет функции центровки двух соосных валов.

Операция центровки – одна из самых ответственных при монтаже конструкции. Смещение осей валов (угловое или параллельное) влияет на состояние, как электродвигателя, так и приводимой им машины. Неправильная центровка вызывает пульсацию моментов, вибрацию, деформации элементов, создает дополнительные усилия на подшипники.

Общая классификация и устройство механической муфты для электродвигателя

Различают множество типов муфт, которые отличаются назначением, конструкцией, принципом действия. Наиболее распространенные типы стандартизованы по паспортным данным. Основная паспортная характеристика – величина вращающего момента, который муфта может передавать.

По принципу действия муфты делятся на механические, электромагнитные, гидравлические. По типу соединения валов – на постоянные (неуправляемые), управляемые и автоматические (самоуправляемые).

Механические муфты объединены в два больших класса: глухие (жесткие) и подвижные.

Глухие образуют жесткое соединение двух валов. Монтаж выполняют на общей площадке, конструкция требует точной центровки валов электродвигателя и установки. Глухая муфта –это два диска (полумуфты), соединенные болтами. Они расположены на концах валов электродвигателя и рабочей машины. Применяется для тихоходных двигателей.

Самая простая конструкция у глухой втулочной муфты. Ее достоинства: простота и малые радиальные размеры. Она представляет собой втулку со штифтами, шпонками или шлицами. Предназначена для передачи небольших нагрузок валами диаметром до 70 мм.

Конструкция других видов глухих муфт принципиально не отличается от базовой. Добавляются функциональные элементы: стопорные винты, пальцы-болты с упругими манжетами или шайбами, металлические пружины, резиновый диск. Эти детали устраняют или компенсируют осевые и радиальные смещения.

Виды муфт для электродвигателя

Промышленность выпускает несколько распространенных типовых конструкций.

• Эластичные. Имеют малые габариты и вес. Предназначены для передачи высокого вращающего момента. Гасят вибрацию и ударные нагрузки.
• Зубчатые. Относятся к жестким компенсирующим. Внешние края полумуфт и внутренние поверхности обоймы выполнены с зубьями бочкообразной формы. Зубчатое зацепление допускает боковой зазор и осевое смещение зубьев.
• Беззазорные. Применяются в оборудовании, где люфты недопустимы.
• Самоуправляемыепредохранительные. Разъединяют валы при превышении допустимого крутящего момента. Устанавливаются там, где требуется защита от перегрузок.

Кроме механических муфт в приводах электродвигателей применяют гидродинамические и магнитные устройства. Гидравлическая муфта ограничивает передающий момент, предотвращает перегрузку. Магнитные/электромагнитные муфты используют магнитное поле постоянных магнитов/поле между ротором и статором для бесконтактной передачи момента.

Назначение приводных муфт

Информация о принципиальных различиях между видами муфт даст возможность купить узел, подходящий для передачи вращения в конкретной установке.

• Глухие нерасцепные муфты необходимы для соединения частей длинных составных валов.
• Если оси валов при сборке совмещены неточно, их соединяют компенсирующими муфтами. Такая конструкция предусматривает компенсацию всех видов смещений (осевых, радиальных, угловых) малой величины.
• Для передачи переменных вращающих моментов с колебаниями, ударными динамическими нагрузками применяются упругие муфты.
• Сцепные управляемые устройства нужны в случае необходимости управлять пуском и остановкой узлов установки.
• Предохранительные муфты устраняют опасность поломки деталей при перегрузке. Обгонные муфты передают момент только в одном направлении. Оба эти вида самодействующие.

При выборе муфты учитывают характеристики привода (скорость вращения).

Выходные валы электродвигателя и быстроходного редуктора соединяют втулочными муфтами (втулочно-палъцевыми). Оба механизма устанавливают на общей раме и центруют валы. Упругих свойств муфты достаточно, чтобы компенсировать возникающие пусковые нагрузки.

Тихоходный редуктор подключается к двигателю через цепные муфты. Их гибкость допускает соединение несоосных валов.

Муфты обеспечивают снижение до минимума дополнительных нагрузок от неточного расположения валов. Но при расчете усилий на подшипники необходимо учитывать дополнительное воздействие на них со стороны муфты. Муфты подбирают из перечня стандартных устройств. Главные параметры при выборе – вращающий момент электродвигателя и диаметры концов валов.

Соединительные муфты

Муфты используются для соединения вала двигателя с нагрузкой и передачи крутящего момента без его изменения. Применение муфт обуславливается желанием разработчика компенсировать несовпадение осей по углу и высоте, амортизировать вибрацию и удары, устранять опасность резонансных явлений, ограничивать момент на валу двигателя.

«Электропривод» рекомендует к использованию и поставляет соединительные муфты следующих типов:

Упругая муфта типа «Jaw», серия SJC. Это кулачковая муфта с упругим элементом из термопластичного полиуретана с высокими демпфирующими свойствами.

Разрезная муфта типа «Radial beam», серия SRB. Муфта из алюминиевого сплава, не уступающая карданным по способности компенсировать перекос валов.

Карданная муфта типа «Cross joint», серия SCJ. Муфта обеспечивает вращение двух валов под переменным углом благодаря подвижному соединению звеньев.

Жесткие муфты серии SAPC предназначены для фиксации в осевом направлении шкивов, зубчатых колес и фрикционов на гладких валах.

Мембранная муфта типа «Disk», серия SDWA. Для передачи момента в муфте используются жесткие стальные мембраны. Серия SDWA пригодна для использования с прецизионными оптическими энкодерами.

Мембранная муфта серии SHDW, конструктивный аналог SDWA, но с большим передаваемым моментом, предназначена для использования с серводвигателями, в задачах точного позиционирования.

Назад

Сравнительные характеристики муфт различного типа, наружным диаметром 19. 20мм и длиной 23. 30мм

Модель	Момент, Н*м	Жесткость, Н*м/рад	Максимальная скорость, об/мин	Перекос, угл. град	Непараллельность, мм
SJC‑20C RD	12	74	15000	1	0,05
SRB‑19C	1,2	150	20000	2,5	0,15
SDWA‑19C	1	300	14000	1	0,05
SHDW‑19C	1,8	300	14000	1	0,05

Вперед

Очевидно, что при необходимости передавать только лишь крутящий момент целесообразно использовать упругую муфту. Это муфта идеально подходит для коллекторных и асинхронных мотор-редукторов и бесколлекторных двигателей, жесткость ее невелика, по сравнению с другими, но передаваемый крутящий момент максимальный, упругий элемент уменьшит вибрации и обеспечит электрическую изоляцию двигателя от исполнительного механизма. Разрезные и карданные муфты позволяют компенсировать максимальный перекос и непараллельность валов, но следует учитывать, что жесткость разрезной муфты не настолько высока, как у мембранной, а карданная передача это потенциальный источник шума и вибраций. Карданные муфты используют в относительно тихоходных механизмах при необходимости передачи крутящего момента между валами, расположенными под углом друг к другу. Жесткие мембранные муфты подходящее решение для шаговых и серводвигателей при решении задач позиционирования.

Подпишитесь на наши новости

Получайте первыми актуальную информацию от ООО «Электропривод»

Муфты соединительные фирмы SATI

Купить муфты соединительные фирмы SATI по выгодным ценам с доставкой по всей России у компании «Подольск-Привод». Звоните по тел.: +7 (985) 17-19-201

Муфты соединительные для валов нашли широкое применение в самых различных механизмах. Предназначены они для передачи между ведущим и ведомым валами вращательного момента без изменения его величины и направления. Соединение валов муфтой позволяет компенсировать некоторуюнесоосность валов и уменьшить динамические нагрузки благодаря наличию демпфирующего упругого элемента между двумя частями муфты.

Компания «Подольск-Привод» предлагает широкий ассортимент соединительных муфт для валов от ведущего итальянского производителя – фирмы SATI . Продукция этой всемирно известной компании пользуется заслуженной популярностью не только в России, но и во многих других странах Европы и остального мира.

На этой странице нашего каталога представлены стальные и чугунные муфты для валов SATI . Если вам требуются муфты соединительные из алюминиевого сплава, то подробную информацию о них вы можете посмотреть на соседней странице.

Соединительные муфты для валов SATI

Соединительные муфты для валов SATI широко применяются в различных электроприводных механизмах, которые предназначены для работы в течение длительного времени и где нередко возникают высокие динамические нагрузки: насосы, коробки передач (редукторы) и т. п.

Муфта соединительная для электродвигателя состоит их двух чугунных или алюминиевых деталей и проложенного между ними упругого демпфирующего элемента из полимерного материала. Каждая втулка имеет четыре выступающих кулачка, в момент соединения вступающих в зацепление друг с другом и передающих вращательный момент с ведущего вала к ведомому.Муфта вала SATI может устанавливаться как на валы конической, так и цилиндрической формы. Для передачи крутящего момента используется шпоночное соединение.

Благодаря тому, что детали муфты соединены друг с другом не жестко, а имеют эластичный промежуточный элемент в виде «паука», такое соединение позволяет:

· передавать крутящий момент без толчков и вибраций;

· компенсировать небольшие угловые и радиальные смещения соединительных валов;

· уменьшать толчки во время работы и значительны пики нагрузки во время пуска.

Соединительные муфты для электродвигателей, в зависимости от типа, могут непосредственно устанавливаться на вал или крепиться с помощью соединительной втулки Тапербуш.

Чугунные четырехкулачковые соединительные муфты фирмы SATI имеют следующие типы полумуфт:

тип В — имеет увеличенный диаметр МВ, до 38 габарита равный диаметру De;

тип А — за счет уменьшенного диаметра МА имеет меньший вес и момент инерции;

тип Е — крепление на вал осуществляется при помощи втулок ТаперБуш со стороны ступицы (сторона обратная кулачкам);

тип I — крепление при помощи втулок ТаперБуш со стороны кулачков.

Муфты могут использоваться в любых сочетаниях полумуфт: А+В, В+В, А+А, В+Е и т.д.

Самый маленький типоразмер 19А-24В выполнен из стали 45.

Остальные типоразмеры — из чугуна.

Если Вам нужна алюминиевая муфта — пройдите по ссылке.

Тип полумуфты ”А”

Тип полумуфты ”В”

Эластичные элементы различаются по цвету в зависимости от твердости: Желтый — 92 единицы по Шору; Черный — 94 единицы по Шору; Красный — 98 единиц по Шору

Тип	Крутящий момент в зависимости от цвета эластичного элемента, Нм
	Желтый, твердость 92		Черный, твердость 94		Красный, твердость 98
	TKNorm	TKmax	TKNorm	TKmax	TKNorm	TKmax
19/24	10	20	12	24	17	34
24/32	35	70	43	86	60	120
28/38	95	190	126	233	160	320
38/45	190	380	235	470	325	650
42/55	265	530	326	653	450	900
48/60	310	620	381	763	525	1050
55/70	410	820	500	1003	685	1370
65/75	625	1250	730	1460	940	1880
75/90	1280	2560	1493	2986	1920	3840
90/100	2400	4800	2800	5600	3600	7200

Допустимые отклонения

Максим.

скорость

вращения

об/мин

Угол скручивания

Допустимое

осевое

смещение,

В, мм

Радиальное

α, мм

Угловое

γ°

Чугунные муфты тип А и В (под расточку)

Тип

SG -M

черновое

отверстие

мм

Макс.

диам.

расточки

da

max

db

max

Тип

SG -M

Масса, кг

Момент

инерции

кг.см в квадрате

Эластичный

элемент

Чугунные муфты тип E и I (с втулками ТаперБуш)

Тип

SGT -T

Диам.внутр.

отв, мм

H1DeEFDNSHH2

Втулки

Момент

инерции

кг.см кв

Более полную информацию смотрите в каталоге SATI