Что такое синхронное вращение?

Поместим во вращающееся магнитное полепостоянный маг­нит, установленный на осях так чтобы его ось вра­щения совместилась с осью вращения поля.

Если в качестве та­кого магнита использовать очень легкую магнитную стрелку, то она вращается вместе с полем с синхронной скоростью (от греч. слова «синхронос» — совпадающий по времени), т. е.

поле и стрелка совершают один оборот за одно и то же время. Магнит­ные силы, стремясь установить стрелку по направлению поля, поддерживают это вращение.Схема управления синхронным двигателем вращение.Но если подвижный магнит относительно тяжел, то под дей­ствием вращающегося поля он не тронется с места.Воздействуя на такой неподвижный магнит, вращающееся поле в течение половины оборота создает вращающий момент, а в течение второй половины оборота — тормозящий момент, так как магнитные си­лы тянут магнит то в сторону вращения поля, то в противопо­ложную сторону. Если же посредством какого-либо приспособления разогнать магнит до скорости поля, т.

е. до синхронной скорости, то, войдя в синхронизм, магнит будет вращаться со скоростью поля. Он сохранит эту синхронную скорость и тогда, когда ему при­дется преодолевать какую-либо тормозя­щую силу.Только в этом случае он будет отставать от вращающегося поля на не­который постоянный угол.

Этот угол тем больше, чем больше тормозящая сила.Если же эта сила станет слишком боль­шой, то магнит остановится, выпадет из синхронизма. Вращаться медленнее поля он не сможет. Синхронное вращение используется в синхронных двигателях, применяемых, главным образом, в тех случаях, когда нужен дви­гатель значительной мощности, вращающийся со строго постоян­ной синхронной скоростью.Поделитесь полезной статьей:

В ряде исполнительных механизмов требуется строго синхронное вращение двух или более осей или же поддержка постоянства соотношения скоростей.

При большой удаленности звеньев, для которых должно быть обеспечено равенство угловых перемещений или скоростей, соединение их посредством различного рода механических передач, как правило, не является рациональным в силу их сложности и высокой стоимости. Для упрощения кинематики рабочего механизма бывает целесообразно установка отдельных электродвигателей для каждого рабочего органа и использование системы синхронного вращения, которую называют также «электрическим валом». Использование синхронных машин для привода отдельных звеньев машины не решает задачи, так как на ряду с синхронностью хода иногда возникает необходимость синхронного вращения и в переходных режимах – при пуске и торможении электрической машины.

В каких отраслях применимы системы синхронного вращения электрических машин?

В системе синхронного вращения обеспечивается не только синхронность вращения, но и синфазность положения вращающихся элементов. Однако требования в отношении допустимого расхождения углов поворота осей электродвигателей,  как правило, весьма невелики. Обычно лишь ставится требование сохранения устойчивой работы при максимально возможных нагрузках, особенно при пиковом ее характере, и в связи с этим предельный угол расхождения осей ограничивается значением 20 – 30 электрических градусов.

С необходимостью обеспечения синхронности вращения мы встречаемся в механизмах целого ряда отраслей промышленности и прежде всего – в механизмах гидротехнических сооружений; затворах, воротах шлюзов, разводных мостах и так далее.

Значительность пролета, перекрываемого затвором или щитом, а в случае шлюза также сложность прокладки соединительного вала, как в подводной, так и надводной части камеры, делает затруднительным применение однодвигательного привода. Между тем для устранения возможности возникновения перекосов и появления больших механических напряжений в конструкции затвора необходимы строго одинаковые перемещения обеих сторон щита. Поэтому, как правило, устанавливаются самостоятельные электродвигатели на каждой лебедке и используется система синхронного вращения.

Система синхронного вращения необходима для механизмов вертикально-подъемных мостов, в которых пролетное строение поднимается двумя или четырьмя лебедками, установленными на двух башнях, расположенных по обе стороны пролета. Часто синхронное вращение должно иметь место с целью обеспечения правильности закрывания замкового устройства.В металлургической промышленности системы электрического вала применяются в летучих ножницах, в электроприводе подачи тележек в печь для отжига, если для транспортировки больших листов стали одновременно должны подаваться несколько тележек.В области подъемно – транспортных механизмов электрический вал используется для привода моста в портальных кранах с большими расстояниями между опорами, в транспортерах с многодвигательным электроприводом.Также электрический вал начал внедряться в практику металлорежущих станков взамен ходовых винтов и валов.

В крупных станках с большим расстоянием между центрами электрический вал обеспечивает большую точность токарно-винторезных работ и требует меньших затрат, чем механическая система связи между суппортом и шпинделем.Электрический вал также используется в электроприводе ротационных машин полиграфической промышленности, чесальных машин текстильной промышленности при работе их в непрерывном потоке, в электроприводе цепных решеток хлебопекарных печей и в ряде других случаев, где необходимо обеспечение синхронного вращения осей.Синхронное вращение электрических машин может быть целесообразным в приводе судовых гребных винтов. При сохранении относительного расположения винтов неизменным вибрации судна уменьшаются. Системы синхронного вращения используются также в приводе слипов – сооружений для спуска судов.

Разновидности систем синхронного вращения или электрического вала

Существующие системы электрического вала можно разбить на две основные группы:

Системы со вспомогательными уравнительными машинами;Системы, в которых синхронная связь осуществлена между основными приводными электродвигателями;

В системах со вспомогательными уравнительными машинами в качестве последних чаще всего используют асинхронные машины с фазным ротором. Применение синхронных машин здесь нецелесообразно, так как это связано не только с большими затратами, но и не обеспечивает синхронной связи при малых скоростях и в положении покоя.

Как упоминалось выше, в большинстве случаев система электрического вала используется для обеспечения синхронности хода двух или более электрических машин, приводящих во вращение различные механически друг с другом не связанные звенья одной рабочей машины. При этом электрический вал способствует выравниванию режимов работы приводных электродвигателей путем передачи энергии с вала одного менее нагруженного приводного электродвигателя на вал другого, более загруженного. Такого рода электрический вал называют уравнительным.

В некоторых случаях на одной из двух осей рабочей машины приводной электродвигатель может вовсе отсутствовать, и вращение ее осуществляется посредством машины системы электрического вала. При этом вся энергия на эту ось поступает через электрический вал, который поэтому может быть назван «рабочим электрическим валом». Такого рода система используется в токарных станках для передачи движения от шпинделя к суппорту.

Категория:

Электрооборудование строительных машин

Синхронное вращение двух асинхронных электродвигателей в системе электропривода

Схема синхронного вращения при двух асинхронных двигателях с общим реостатом.

Эта схема представлена на рис. 36; она состоит из двух асинхронных электродвигателей, статорные обмотки которых подсоединены к общей сети, а обмотки роторов присоединены параллельно к сопротивлению Ra. Необходимую устойчивость работы можно получить только при больших нагрузочных моментах, т. е.

при больших величинах скольжения (что приводит к значительным потерям энергии в реостате), и при сравнительно небольшой разнице между нагрузочными моментами. Наличие сопротивления постоянно включенного во вторичную цепь, не позволяет рационально использовать двигатели, так как скорость вращения понижается и величина к. п.

д. установки уменьшается. Постоянная схема может работать только при одинаковых параметрах обоих двигателей.

Рис. 36. Схема синхронного вращения двух асинхронных двигателей с общим реостатом

Рис.

37. Механические характеристики совместной работы двух асинхронных двигателей на общий валСовместная работа электродвигателей на общий вал с жесткой механической связью между двигателями.В строительной практике иногда прибегают к устройству электропривода с установкой двух двигателей на одном общем валу (мощные экскаваторы, крупные виброплощадки и др.).Механическая характеристика такого привода представляет собой сумму характеристик отдельных двигателей.В большинстве случаев асинхронные двигатели переменного тока одинаковой номинальной мощности имеют различные механические характеристики. На рис.37 приведены механические характеристики двух двигателей 1 и 2 и общая характеристика привода 3.

При каком-либо нагрузочном моменте, например Мл, привод будет вращаться со скоростью щ об/мин. Проведя горизонталь через точку А, найдем моменты М\ и Мг, развиваемые при этом двигателями.Как видно, больший момент нагрузки будет иметь двигатель с более жесткой механической характеристикой, что может вызвать его перегрев. Поэтому при установке двигателей, одинаковых по мощности, но с различными механическими характеристиками, необходимо во вторичную цепь двигателя с более жесткой характеристикой включать активное сопротивление соответствующей величины.

Таким путем можно добиться того, что двигатели будут развивать одинаковые моменты в значительном диапазоне нагрузки.Если для совместной работы устанавливаются электродвигатели различной номинальной мощности, то следует тщательно подобрать соответствующей величины добавочное сопротивление в цепи ротора одного из них.Схема синхронного вращения с асинхронными вспомогательными машинами. Эта система включает два или несколько элементов, каждый из которых в свою очередь состоит из главного или рабочего двигателя и жестко связанной с ним вспомогательной машины.Отдельные элементы системы не имеют механической связи между собой. Наиболее простой является система из двух элементов.

Каждый элемент состоит из главного приводного двигателя, связанного с валом производственного механизма, и вспомогательной или синхронизирующей электрической машины.Вспомогательные или синхронизирующие машины служат для синхронизации хода валов двух производственных механизмов. Данная система синхронного вращения двигателей является устойчивой при различных нагрузках на валы производственных механизмов. Недостаток ее — необходимость иметь дополнительные машины, которые удорожают установку и усложняют ее эксплуатацию.Читать далее: Основные сведения по механике электроприводаКатегория:- Электрооборудование строительных машин

Главная→ Справочник → Статьи → Форум

Источники:

• fazaa.ru
• elenergi.ru
• stroy-technics.ru