Mitmekiiruseliste mootorite kasutamise eelised

Tavaliste ühekäiguliste mootorite asendamine mitmekiiruselistega parandab paljudel juhtudel oluliselt masinate ja metallilõikamismasinate tehnoloogilisi ja tööomadusi ning vähendab nende tootmise töömahukust.

Mitme kiirusega mootoreid kasutatakse:

• masinaajamites ja metallilõikuspinkides, mille kiirust on soovitav muuta sõltuvalt töödeldava materjali suurusest, kõvadusest ja muudest füüsikalistest omadustest või tehnoloogilistest teguritest. Nende hulka kuuluvad metalli lõikamis- ja puidutöötlemismasinad, tsentrifugaalseparaatorid, tragid ja muud mehhanismid erinevateks rakendusteks;

• erineva töö- ja tühikäigupööretega masinates, metallilõikuspinkides ja mehhanismides (saeveskid);

• käivitamiseks ja seiskamiseks ilma teravate löökideta olulise hooga laudadele (liftid, tõstukid). Sel juhul toimub tööprotsess suurimal pöörlemiskiirusel ning mehhanismi käivitamine ja seiskamine - madalatel pööretel, sageli pooluste arvu automaatse ümberlülitamisega;

• masinaajamites ja tööpinkides, mille võimsus varieerub olenevalt kellaajast, aastaajast jne. (pumbad, ventilaatorid, lastiseadmed, konveierid jne);

• mitme erineva otstarbega masinaajamites, millest igaüks nõuab erinevat kiirust, näiteks õlipuuraukude seadmed, kus õli pumpamiseks kasutatakse madalaimat kiirust ja torude paigaldamiseks suurimat kiirust;

• mehhanismides, mille kiiruse muutuse määrab tarbitud võimsus. Näitena võib tuua tasapinnalised valtspingid, kus esialgu, olulise metalli deformatsiooniga, teostatakse valtsimine väikese kiirusega ja viimistlustööd suure kiirusega.

• plokkides, kus lisaks mootori pöörlemiskiiruse reguleerimisele pooluste arvu ümberlülitamisega toimub kiiruse reguleerimise piirangu täiendav suurendamine toitevõrgu sageduse muutmisega.

Tänu mitmekiiruseliste mootorite kasutamisele masinate ja metallilõikamismasinate elektriajamites on võimalik:

1) masinate konstruktsiooni lihtsustamine, jättes välja käigukastid ja toiteallikad;

2) metallilõikepinkide jõudluse, tootlikkuse ja hooldamise lihtsuse suurendamine;

3) masintöötlemise kvaliteedi tõstmine, vähendades vibratsiooni ja vähendades ebatäpsust suure hammasrataste arvuga mehhanismide töös;

4) masina efektiivsuse tõstmine kinemaatilise ahela vahelülide vähendamise kaudu;

5) liikumiskiiruse muutmine ilma masinat peatamata;

6) käivitamise, seiskamise, tagurdamise ja seiskamise protsesside automaatse juhtimise lihtsustamine;

7) töötlemisrežiimide automaatse haldamise lihtsustamine sõltuvalt tehnoloogilistest teguritest.

Mootori käivitamisel madalamal pöörlemiskiirusel on ka see eelis, et käivitusvoolu absoluutväärtus on sel juhul reeglina väiksem kui suurematel kiirustel käivitusvoolud. Kui lülitate mähise väiksemalt poolustelt suuremale arvule, st kui mootori kiirus aeglustub, mootori regeneratiivne pidurdamine, mis lühendab masina seiskamisaega ja ei ole seotud energiakadudega, nagu tagurpidi pidurdamise puhul.

Mitmekiiruseliste mootorite kasutamiseks on laialdased võimalused mitmesugustes universaalsetes ja spetsiaalsetes automatiseeritud metallilõikuspinkides: treimine, treipingid, puurimine, freesimine, lihvimine, piki- ja põikihööveldamine, teritamine jne.

Mitmekiiruselisi mootoreid kasutatakse kõige laialdasemalt tööpinkide ja puidutöötlemismasinate ajamites.

Universaalsete metallilõikuspinkide kiiruse reguleerimise märkimisväärne ulatus nõuab suure hulga juhtimisastmetega reduktoreid või käigukasti. Kui reguleerimisprotsess toimub ainult ühel mehaanilisel viisil, on käigukastid ehituslikult palju keerukamad ja nõuavad keerukamat juhtimissüsteemi.

Mõlemad tegurid põhjustavad töömahukuse kasvu ja käigukastide valmistamise kulude tõusu.Seetõttu kasutatakse tööpinkides laialdaselt kombineeritud kiiruse reguleerimise süsteemi, mis kujutab endast elektrimootori kombinatsiooni, mille pöörlemiskiirused on reguleeritud üsna laias vahemikus, koos käigukasti või suhtelise tühikäiguga, mille kasutegur on võrreldes keerukamate käigukastidega suurem.

Eriti soovitav on mitme kiirusega mootoreid kasutada metallilõikuspinkides, kus mootori pöörlemissagedusega võrdsel masina spindli pöörlemissagedusel saab piirduda kahe, kolme või nelja erineva kiirusega. Sel juhul kasutatakse sisseehitatud mitme kiirusega mootoreid. Mootori staator on sisseehitatud masina peavarre sisse ja spindel on siduri abil ühendatud mootori rootori võlliga või on mootori rootor paigaldatud otse spindlile.

Masina selline konstruktsioon osutub äärmiselt lihtsaks, selle kinemaatiline kett on lühim ja mootor on töövõllile võimalikult lähedal.

Kui metalli lõikeriista spindli pöörlemiskiirus ei vasta mitmekiiruselise mootori pöörlemiskiirusele, ühendatakse viimane spindliga rihma- või hammasülekande abil. Sarnast kinemaatilist diagrammi kasutatakse treipinkide, freespinkide või väikeste puurmasinate tööruumide jaoks. Lihtsa otsingu lisamine sellisele skeemile laiendab oluliselt masina kiiruse reguleerimise ulatust, pikendades masina kinemaatilist ahelat ainult madalatel pöörlemiskiirustel.

Otse kiiruse variaatoriga ühendatud mitme kiirusega mootori kasutamine tööpingi elektriajamis suurendab oluliselt masina kiiruse sujuva juhtimise võimalust.Rakendus, näiteks kahekäiguline mootor 2p = 8/2 ja mehaaniline variaator kiiruse suhtega 4: 1, saate seadistada astmeteta kiiruse reguleerimise vahemikus 187 kuni 3000 p / min, st. saate reguleerimisvahemiku 16:1.

500/3000 p/min kahekiiruselise mootori ja 6:1 suhtarvuga variaatoriga suurendatakse masina sujuva kiiruse reguleerimise ulatust 36:1-ni, mis saavutatakse variaatori järel võimenduse kasutamisega.

Sujuva sõidukiiruse reguleerimise vahemikku saab liigutada suuremate või väiksemate kiiruste piirkonda, muutes mitmekiiruselise mootori pöörlemiskiirust. Kui sellest ei piisa, asetatakse mootori ja variaatori vahele ülekäik või allakäik, kõige sagedamini kiilrihm või rihm.

Sujuvaks kiiruse reguleerimiseks suhteliselt väikeses vahemikus kuni 1:4 konstantse võlli pöördemomendiga asünkroonmootor koos libisev sidur.

Sellise mootori kasutegur määratakse avaldisega η = 1 — s, kus s on libisemine, mis võrdub rootori ja väljundvõlli pöörlemiskiiruste vahega. Seetõttu on s = 80% kasutegur ainult 20%. Sel juhul koonduvad kõik võimsuskaod siduritrumlisse.

Asendades libiseva siduriga ajamis tavalise ühekäigulise mootori mitmekäigulisega, on võimalik suurendada selle ajami efektiivsust ja laiendada kiiruse reguleerimise ulatust.Näiteks kahekäigulises mootoris, mille pooluste vahetusaste on 2:1, toimub kiiruse reguleerimine sammuga 2:1 ning nende kiiruste vahelises ja allapoole jäävas intervallis toimub sujuv reguleerimine libisemissiduri abil. Üldine kontrollvahemik on 4:1 minimaalse efektiivsusega 50%.

Tänu sidurite reguleerimisomaduste (reguleerimisvahemik 5:1) täielikumale ärakasutamisele on võimalik reguleerimisvahemikku pikendada 10:1-ni madalaima kasuteguri juures (võlli väikseimal pöörlemiskiirusel) η = 20 %.

Poolusevahetusmähisega 2p = 8/4/2 kolmekäigulise mootori kasutamine võimaldab suurendada juhtimisvahemikku 8:1-ni madalaima ajami kasuteguri η = 50% juures ja jõuda kasuteguri juures kontrollpiirini 20:1 väikseimal kiirusel η=20%.