napmasz02

36

-    szybkiego rozruchu i możliwości szybkiej zmiany kierunku ruchu, np. suwaka z giowicą tłocznika w prasach,

—    możliwie małych gabarytów silnika napędowego.

Przepływ energii od silnika do zespołu roboczego maszyny może być bezpośredni, jeżeli element napędowy, np. tłok lub wirnik silnika, może być połączony z zespołem roboczym maszyny. Takie rozwiązanie występuje np. w młotach parowych kuźniczych, w których tłok silnika parowego, jest połączony tłoczyskiem z tłokiem pompy.

Przepływ energii może również wymagać pośrednictwa przekładni, np. w obrabiarkach skrawających. W takim przypadku napęd obejmuje silnik wraz z przekładnią.

4.2. NAPĘD ELEKTRYCZNY

4.2.1. Informacje ogólne

W napędzie elektrycznym przekazywanie energii mechanicznej jest dokonywane przez silnik elektryczny, przetwarzający energię elektryczną, pobieraną z sieci elektroenergetycznej, w pracę lub energię mechaniczną,

W maszynach technologicznych stosuje się silniki prądu stałego oraz silniki prądu przemiennego.

Współczesne maszyny technologiczne mają przeważnie napęd indywidualny, tzn. każda maszyna napędzana jest własnym silnikiem. W maszynach o kilku zespołach roboczych i o kilku różnych mchach zespołu roboczego, stosuje się obecnie przeważnie oddzielne silniki napędowe dla każdego zespołu, a czasami nawet dla każdego ruchu, np. w obrabiarkach sterowanych numerycznie.

Napęd elektryczny jest stosowany w maszynach technologicznych ze względu na takie jego zalety, jak:

—    łatwe doprowadzenie energii elektrycznej z sieci elektroenergetycznej,

—    stałą gotowość napędu do uruchomienia,

—    prostą budowę silników elektrycznych,

—    dużą sprawność, niezawodność i trwałość silników,

—    ekonomiczność pracy silników, nawet przy zmiennych obciążeniach,

—    szeroki zakres mocy i napięcia zasilania,

—    możliwość chwilowego przeciążenia,

—    łatwość sterowania i automatyzacji.

Moc silnika elektrycznego pracującego długotrwale ze stałym obciążeniem, nie powinna przekroczyć mocy znamionowej,* tj. mocy podawanej na tabliczce znamionowej silnika, informującej użytkownika, na jaką moc silnik został *_Phv nie spowodować przegrzania silnika. Przy zmiennym obciążeniu silnika, dopuszczalne jest nawet znaczne przekroczenie jego mocy znamionowej, jednakże pod dwoma warunkami:

1)    temperatura silnika nie przekroczy wartości dopuszczalnej,

2)    przeciążenie silnika nie przekroczy wartości granicznej.

W silnikach prądu stałego chwilowe ich przeciążenie jest ograniczone komutacją tj. zmianą kierunku przepływu prądu. Przy zbyt dużych wartościach prądu wirnika (części ruchomej silnika) pojawia się na komutatorze, tj. części silnika służącej do zmiany wytwarzanego przez niego prądu dwukierunkowego na jednokierunkowy, silne iskrzenie, które może spowodować zniszczenie silnika. Maksymalne krótkotrwale przeciążenie prądowe normalnych silników prądu stałego wynosi około 100%.

W silnikach asynchronicznych, tj. indukcyjnych prądu przemiennego, prze-ciążainość określana stosunkiem momentu maksymalnego do znamionowego wynosi - zależnie od typu silnika - od 2 do 5. Przekroczenie momentu maksymalnego powoduje zatrzymanie silnika.

Do głównych właściwości dynamicznych silników elektrycznych zalicza się „stałą czasową rozruchu" oraz jakość wyrównoważenia wirnika.

Stała czasowa rozruchu Tj. jest to czas, w ciągu którego nie obciążony silnik osiąga ustaloną prędkość kątową

[4'

gdzie: Q_w - momenf .bezwładności wirnika, który jest podawany w katalogach sliiftików [kg-m²],

“o ^_ prędkość kątowa wirnika [rad/s],

M_nmoment znamionowy (nominalny) silnika [Ntn].

Podobnie określa sil) 'stalą czasową hamowania T_k oraz stalą czasową zmiany .kierunku obrotów T₂ = T_r + T_h.

Zmianę kierunku obrotu wirnika uzyskuje się, zamieniając ze sobą dowolne dwa przewody zasilające.

W czasie rozruchu silnik elektryczny pobiera znaczny prąd, który może spowodować przeciążenie sieci zasilającej. Na ogól jedynie w ciężkich maszynach technologicznych, np. w ciężkich obrabiarkach skrawających, w których masa napędzanych zespołów jest duża, oraz we współczesnych obrabiarkach sterowanych numerycznie, wymagany jest większy moment rozruchu.

Do rozruchu silników asynchronicznych krótkozwartych, tj. silników klatkowych, w których uzwojenie wirnika ma kształt klatki (najprostszej budowy, iłowszechnie stosowane, gdy nie potrzeba regulacji prędkości obrotowej, wyposażone w urządzenia ograniczające wymagany duży prąd rozruchowy), stosuje się przełączniki umożliwiające połączenie uzwojeń stojana w gwiazdę lub trójkąt; (rys, 4.1 ).fĘitęrami R, S, T oznacza się przewody doprowadzające do stojana prąd z sieci trójfazowej. Literami U, V, W - początki, zaś literami

Y, Z - końce uzwąjeń Jazowych.