Электромагнитные муфты — классификация и принцип работы

Электомагнитные муфты для своей работы используют свойства магнитного поля и электрический ток, то есть к ним обязательно подводится электричество. И это их принципиальное отличие от других видов, ниже написано что они могут передавать вращение и без тока, но тогда наоборот — она разъединяется при подаче электричества.

Разновидности электромагнитных муфт:

Зубчатые муфты:

Электромагнитные зубчатые муфты передают вращение при помощи пары зубчатых колец, сцепляемых и разъединяемых при помощи магнитного поля, генерируемого катушкой. Также существует исполнение муфт, которые передают вращение без электрического тока, при подаче напряжения магнитное поле разъединяет зубчатые венцы и момент не передается.
Зубчатые муфты могут передавать большие моменты.
В разъединенном состоянии зубчатые венцы не контактируют, это позволяет исключить остаточные моменты. В отличие от фрикционных муфт , зубчатые могут эксплуатироваться как в сухом так и во влажном окружении.

Работают на основе магнитной катушки, размещенной в центре муфты, два провода от катушки выводятся через паз на передней поверхности. Генерируемое поле соединяет зубчатые венцы. Между венцами установлены пружины,
которые сжимаются при подаче питания. При отключении питания пружины отжимают подвижное зубчатое кольцо, рассоединяя валы.
При “сухом” применении необходимо обеспечить хорошую вентиляцию. Если муфты используются в ограниченном объеме без вентиляции либо работают длительное время, тепло, вырабатываемое катушкой может повредить чувствительные к нагреву элементы механизма.

Данный тип муфт представляет собой электромагнитные муфты с отрицательным проводом соединенным с “массой” механизма. Положительный провод подключается к муфте при помощи щетки через токосъемное кольцо. Катушка генерирует магнитное поле, которое притягивает друг к другу зубчатые венцы сжимая расположенные между ними пружины. При
отключении питания пружины отжимают подвижное зубчатое кольцо, рассоединяя валы.

разъединяющие муфты с закрепленным корпусом катушки

Передают вращение при отсутствии магнитного поля, т .е. при отключенной катушке, питание к ней подводится по двум проводам. Сжатие зубчатых венцов между собой осуществляется при помощи пружины. Для быстро и надежного срабатывания данного типа муфт рекомендуется в течение 1 секунду подавать напряжение в два раза превышающее номинальное. Для удержания в рассоединенном состоянии достаточно напряжения в 50% от номинального. Таким образом при длительном режиме работы снижается энергопотребление и тепловыделение.

разъединяющие с токосъемным кольцом и пружиной

Видео:Магнитная муфтаСкачать

Передают вращение при отключенной катушке. Сжатие зубчатых венцов между собой осуществляется при помощи пружины.
Отрицательный провод катушки соединен с “массой” механизма, положительный провод
подключен к токосъемному кольцу . Питание подается через щетку . При подаче питания зубчатые венцы рассоединяются, сжимается пружина между ними. Для надежного срабатывания данного типа муфт рекомендуется в течение 1 секунду подавать напряжение в
два раза превышающее номинальное. Для удержания муфты в рассоединенном состоянии
достаточно напряжения в 50% от номинального. Таким образом при длительном режиме
работы снижается энергопотребление и тепловыделение. (Схема А)

Читайте также: Шуруповерт с поворотным редуктором

зубчатые тормоза (без токосъемного кольца, подключается к источнику питания по двум проводам)

По устройству сходны с муфтами с токосъемными кольцами, однако этих колец нет, муфта подключается к источнику питания по двум проводам. Правильное применение электромагнитных тормозов — удерживание в неподвижном сцепленном состоянии обеих частей муфты остановленных предварительно.

Многодисковые муфты и тормоза:

Передают крутящий момент через пакет дисков. Электромагнитная катушка генерирует магнитное поле, которое притягивает пластину ,
сжимающую пакет дисков. Пакет состоит из чередующихся внутренних и наружных дисков.
Внутренние диски имеют шлицы и установлены на шлицевом валу , внешние диски имеют
проточки, внешние диски установлены в шлицы корпуса муфты. Волнообразная форма
дисков облегчает рассоединение пакета при отключении муфты и уменьшает остаточный
момент . Многодисковые муфты требуют постоянной смазки.

Вращение передается при подаче напряжения на катушку. Отрицательный провод питания подключается к “массе” механизма, положительный
провод подключается к щетке, передающей ток на токосъемное кольцо. Катушка создает магнитное поле стягивающее между собой диски муфты и притягивающее прижимное кольцо. Когда электричество выключается благодаря волнообразной форме диски рассоединяются.Устанавливаются на шлицевой вал или со шпонкой.

Многодисковые тормоза сходны по конструкции с муфтами с вращающейся катушкой, Подвод напряжения осуществляется по проводу, корпус крепится.

Подключаются при помощи проводов, клемм, разъемов. Катушка генерирует поле, сжимающее пакет дисков. При сжатии диски становятся плоскими, однако при отключении питания диски снова становятся волнистыми, что облегчает рассоединение муфты.

Видео:Hyundai Santa Fe 2008год гул электро муфты заднего редуктораСкачать

Однодисковые муфты и тормоза

Разработаны для применения в сухих условиях. Фактически — они используют принцип трения, похожие на муфты сцепления в автомобилях. При подаче напряжения якорь притягивается к ротору поверхности трения
соприкасаются , обеспечивая передачу вращения. При отключении питания сжата пружина
разводит якорь и ротор, вращение не передается

Просмотров: 18222 | Дата публикации: Пятница, 01 ноября 2013 06:21 |

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.

Читайте также: Замена масла в редукторе триммера хускварна

Видео:Разбираю электромагнитные муфтыСкачать

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.

Видео:Электро муфта полного привода Toyota Rav-4 (вискомуфта)Скачать

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.

Читайте также: Задний редуктор киа соренто 2002

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).

Видео:Электромагнитная муфта ЭТМ 094Скачать

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!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Видео:Интересное устройство - электромагнитная муфта.(electromagnetic coupling)Скачать