Лабораторна робота №2

Дослідження і налагодження замкненої системи електропривода з електромагнітною муфтою ковзання

І. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

Мета цієї роботи - експериментальне налагодження системи живлен­ня обмотки збудження муфти ковзання від тиристорного збудника, експе­риментальне дослідження механічних характеристик муфти ковзання, на­лагодження замкненої системи регулювання швидкості та дослідження статичних і динамічних характеристик системи стабілізації швидкості.

У різних галузях промисловості знайшли застосування регу­льовані електроприводи з індукційними муфтами завдяки їхній швидко­дії, простоті, низькій собівартості, високій надійності і довговіч­ності. Найбільш доцільна галузь застосування приводів з електромагнітними муфтами - це механізми, в яких робота на понижених швидкостях короткочасна і втрати енергії складають невелику долю в загальній собівартості. Доцільно також використовувати приводи з муфтами ковзан­ня для механізмів з вентиляторним моментом статичного навантаження, а також для збільшення швидкодії механізмів при пуску та реверсуванні.

За конструкцією магнітних систем індукційні муфти поділяються на індукторні, панцирні та явнополюсні [І]. Обмотки збудження муфт ковзання індукторного і панцирного типу живляться через контакти ков­зання. Муфти з явно вираженими полюсами мають на кожному полюсі окре­му обмотку збудження і за конструкцією є складнішими. Вони виготовляються для значно більших моментів, а також для еластичного зчеплення і розчеплення механізму і як запобіжні пристрої для захисту від пере­вантаження. Знайшли також застосування для роботи в агресивних та вибухонебезпечних середовищах безконтактні муфти, в яких немає кон­такту ковзання. Однак вагові показники (вага на одиницю потужності) таких муфт значно гірші.

Електромагнітні муфти використовуються в приводах різноманітних верстатів, конвеєрів, екскаваторів, бурових механізмів, гребних гвинтів кораблів і т.п.

Однією з основних характеристик муфти є природна механічна ха­рактеристика - залежність моменту від частоти обертан­ня. Форма природних механічних характеристик залежить від багатьох факторів, головними з яких є конструкція робочої частини якоря, її розміри та потужність.

Муфти з короткозамкненою обмоткою на якорі мають характеристики, подібні до характеристик асинхронного короткозамкненого двигуна.

Природні механічні характеристики муфт ковзання не задовольняють вимог багатьох виконавчих механізмів. Тому при регулюванні їх швидко­сті застосовуються різні системи, які забезпечують автоматичну зміну струму збудження муфти для формування необхідної штучної характерис­тики. На рис. 2.1 наведені механічні характеристики муфти з масивним якорем при різних струмах збудження. Цифри 3, 5. ..100 показують в процентах струм збудження. Точки 1, 2, 3 ... відповідають усталеному режимові роботи механізму з вентиляторною характеристикою при різних струмах збудження муфти. На рис. 2.2 наведені характеристики, що забез­печують стабілізацію швидкості при зміні навантаження. Це досягається використанням замкнених систем регулювання. При незмінному навантажен­ні М_с точка усталеної роботи 1 відповідає швидкості ω_c, При збільшен­ні навантаження на величину ΔМ_с момент муфти при струмі І_з1 збуджен­ня стає меншим від моменту навантаження і швидкість привода падає. Тоді вступає в дію зворотний зв’язок за швидкістю, в результаті дії якого струм збудження зростає на величину ΔІ_з, і швидкість обертання привода збільшується доти, поки не наступить рівновага моментів у точці 2.

Характеристика АБ є штучною характеристикою електромагнітної муфти ковзання, і її нахил визначається коефіцієнтом підсилення систе­ми автоматичного регулювання.

За принципом дії електромагнітні муфти ковзання наближені до асинхронних двигунів з масивним ротором і відрізняються від них не­рівномірністю повітряного проміжку і способом створення обертового магнітного поля. Тому при дослідженні фізичних явищ у муфтах ковзання використовують такі ж методи, як і при дослідженні асинхронних машин.

Рис.2.1. Характеристики електромагнітної муфти

Рис. 2.2. Характеристики електромагнітної муфти в системі електроприводу зі зворотними зв’язками.