多段速モーターを使用するメリット

多くの場合、従来のシングルスピードエンジンをマルチスピードエンジンに置き換えることで、機械や金属切断機の技術的および操作上の品質が大幅に向上し、生産の労働集約度が軽減されます。

マルチスピードモーターが使用されています:

• 機械駆動装置や金属切断機では、その速度は、加工される材料のサイズ、硬度、その他の物理的特性に応じて、または技術的要因に応じて変化することが望ましい。これらには、金属切断機、木工機械、遠心分離機、浚渫機、およびさまざまな用途向けのその他の機構が含まれます。

• 機械、金属切断機、および動作速度とアイドル速度が異なる機構 (製材所)。

• 大きな勢いのあるテーブル (エレベーター、ホイスト) に急激な衝撃を与えずに起動および停止することができます。この場合、作業プロセスは最高回転速度で行われ、機構の開始と停止は低回転で行われ、多くの場合、極数が自動的に切り替わります。

• 時間帯や季節などによって電力が変化する機械駆動装置や工作機械。 (ポンプ、ファン、貨物装置、コンベアなど);

• いくつかの異なる目的を持ち、それぞれ異なる速度を必要とする機械駆動装置。たとえば、最低速度は油の汲み上げに使用され、最高速度はパイプの設置に使用される油井装置などです。

• 消費電力によって速度変化が決まる機構。一例としては、フラット圧延機が挙げられます。この圧延機では、最初は金属が大きく変形し、圧延は低速で実行され、仕上げ作業は高速で実行されます。

• ブロックでは、極数を切り替えることによってモーターの回転速度を調整することに加えて、供給ネットワークの周波数を変更することによって速度制御限界の追加の増加が実行されます。

機械や金属切断機の電気駆動装置にマルチスピードモーターを使用することで、次のことが可能になります。

1) ギアボックスと電源を排除して機械の設計を簡素化する。

2) 金属切断機の性能、生産性、メンテナンスの容易性が向上します。

3) 振動を低減し、多数の歯車を備えた機構の動作の不正確さを低減することにより、機械加工の品質を向上させる。

4) 運動連鎖の中間リンクを減らすことで機械の効率を高めます。

5) 機械を停止せずに動作中の速度を変更する。

6) 開始、停止、逆転、および停止のプロセスの自動管理を簡素化します。

7) 技術的要因に応じた処理モードの自動管理の簡素化。

より低い回転速度でモーターを始動すると、この場合の始動電流の絶対値が、一般に、高速の始動電流よりも小さくなるという利点もあります。コイルを少ない極数から多い極数に切り替えるとき、つまりモーターの速度が遅くなるとき、 エンジンの回生ブレーキこれにより、機械の停止時間が短縮され、後進ブレーキの場合のようにエネルギー損失が発生しません。

旋盤、旋盤、穴あけ、フライス加工、研削、縦横の平面削り、研ぎなど、さまざまなタイプの汎用および特殊自動金属切断機でマルチスピード モーターを使用する機会が幅広くあります。

マルチスピードモーターは、工作機械や木工機械のドライブで最も広く使用されています。

汎用金属切断機の広範囲の速度調整には、多数の制御ステップを備えた減速機またはギアボックスが必要です。調整プロセスが 1 つの機械的な方法のみで実行される場合、ギアボックスは構造的にはるかに複雑になり、より複雑な制御システムが必要になります。

どちらの要因も労働集約性の増加とギアボックスの製造コストの増加を引き起こします。したがって、工作機械では複合速度制御システムが広く使用されています。これは、速度がかなり広い範囲で制御される電気モーターと、より複雑なギアボックスと比較して効率の高いギアボックスまたは相対アイドラーとの組み合わせです。

金属切断機では、モーター速度と等しい機械スピンドル速度で 2 つ、3 つ、または 4 つの異なる速度に制限できるマルチスピード モーターを使用することを特にお勧めします。この場合、内蔵の多速度モーターが使用されます。モータのステータは機械の主軸台に組み込まれ、主軸はカップリングを介してモータのロータシャフトに接続されるか、モータのロータが主軸に直接取り付けられます。

このような機械の設計は非常に単純であることが判明し、その運動チェーンは最短であり、エンジンは作動シャフトに可能な限り近くにあります。

金属切削工具のスピンドルの回転速度が多段速度モータの回転速度に対応しない場合、後者はベルトまたはギアドライブによってスピンドルに接続されます。旋盤、フライス盤、小型ボール盤の手術室でも同様の運動図が使用されます。このようなスキームに単純な検索を追加すると、機械の速度制御の範囲が大幅に拡張され、低速回転速度でのみ機械の運動連鎖が延長されます。

工作機械の電気駆動装置に多速度モータを使用し、速度バリエータに直接接続すると、機械の速度をスムーズに制御できる可能性が大幅に広がります。たとえば、2 速エンジン 2p = 8/2 と速度比 4:1 の機械式バリエータを使用すると、187 から 3000rpm までの無段階速度制御を設定するように実装できます。 16:1の調整範囲が得られます。

500/3000rpm の 2 速モーターと 6:1 比のバリエーターにより、バリエーターの後のブーストを使用することで、スムーズな機械速度制御の範囲が 36:1 まで拡張されます。

多段速モーターの回転速度を変えることで、スムーズな駆動速度制御の範囲を高速または低速の領域に移動できます。これでも十分でない場合は、オーバードライブまたはシフトダウンがエンジンとバリエーター (ほとんどの場合は V ベルトまたはベルト) の間に配置されます。

一定のシャフトトルクで最大 1:4 までの比較的狭い範囲でスムーズな速度調整を行うには、 スライディングクラッチ.

このようなモーターの効率は、式 η = 1 — s によって決定されます。ここで、s はローターと出力シャフトの回転速度の差に等しい滑りです。したがって、s = 80% では、効率はわずか 20% になります。この場合、すべての動力損失はクラッチドラムに集中します。

スライディングクラッチドライブにおいて、従来のシングルスピードモーターをマルチスピードモーターに置き換えることにより、効率が向上し、このドライブの速度調整範囲を拡大することができます。例えば、極変化比2:1の2速モータでは、2:1ごとに速度制御を行い、その速度以下の区間ではスリップクラッチにより滑らかな調整を行います。全体的な制御範囲は 4:1 となり、最小効率は 50% になります。

カップリングの調整特性（制御範囲 5:1）を最大限に活用することにより、最低効率（シャフトの最低回転速度）η = 20 で制御範囲を 10:1 まで拡張することが可能です。 %。

極切り替え巻線 2p = 8/4/2 を備えた 3 速モーターを適用すると、最低の駆動効率 η = 50% で制御範囲を 8:1 に拡大し、効率で 20:1 の制御限界に達することができます。最低速度η=20%。