Parada de succes. Cele mai „torsionale” motoare

La măcinarea găurilor mici, sunt necesare viteze foarte mari ale axelor de măcinare pentru a asigura viteze de tăiere adecvate. Deci, atunci când măcinați găuri cu un diametru de 5 mm cu un cerc cu un diametru de 3 mm la o viteză de numai 30 m / s, axul trebuie să aibă o viteză de rotație de 200.000 rpm.

Aplicarea în scopul creșterii vitezei transmisiei cu curea este limitată de viteza maximă admisă a curelei. Viteza de rotație a axelor acționate de curea nu depășește, de obicei, 10.000 rpm, iar centurile alunecă, cedează rapid (după 150-300 de ore) și creează vibrații în timpul funcționării.

De asemenea, rotorele pneumatice de mare viteză nu sunt întotdeauna potrivite datorită moliciunii foarte semnificative a caracteristicilor lor mecanice.

Problema creării fusurilor de mare viteză este de o importanță deosebită pentru producerea rulmenților cu bile, unde este necesară măcinarea interioară și a canelurilor de înaltă calitate. În acest sens, în industria mașinilor-unelte și a rulmenților cu bile, sunt utilizate numeroase modele ale așa-numitelor fusuri electrice cu viteze de rotație de 12.000-50.000 rpm și mai mult.

Electrospindul (fig. 1) este un fus de șlefuire cu trei rulmenți cu un motor integrat cu cușcă de veveriță de înaltă frecvență. Rotorul motorului este poziționat între două fusuri la capătul fusului opus roții de rectificat.

Mai rar se folosesc structuri cu două sau patru suporturi. În acest din urmă caz, arborele motorului este conectat la ax prin intermediul unui ambreiaj.

Statorul motorului axului electric este asamblat din tablă electrică de oțel. Există o înfășurare cu doi poli pe ea. Rotorul motorului la viteze de rotație de până la 30-50 mii rpm este, de asemenea, recrutat din tablă de oțel și livrat cu o înfășurare convențională de scurtcircuit. Acestea tind să reducă diametrul rotorului cât mai mult posibil.

La viteze mai mari de 50.000 rpm, din cauza pierderilor semnificative, statorul este echipat cu o manta cu răcire cu apă curentă. Rotoarele motoarelor proiectate să funcționeze la astfel de turații sunt realizate sub forma unui cilindru solid din oțel.

Alegerea tipului de rulmenți este de o importanță deosebită pentru funcționarea electromotoarelor. La viteze de rotație de până la -50.000 rpm, sunt folosiți rulmenți cu bile de precizie sporită. Astfel de rulmenți ar trebui să aibă o distanță maximă care să nu depășească 30 microni, care se realizează prin completarea corectă. Rulmenții funcționează cu o preîncărcare creată prin intermediul unor arcuri calibrate. Trebuie acordată o mare atenție la calibrarea arcurilor preîncărcate ale rulmenților cu bile și la alegerea potrivirii acestora.

La viteze de rotație mai mari de 50.000 rpm, rulmenții manșonului funcționează satisfăcător atunci când sunt răciti intens prin uleiul de alimentare furnizat de o pompă specială. Uneori lubrifiantul este furnizat în stare pulverizată.

Electrospeți de înaltă frecvență de 100.000 rpm au fost, de asemenea, construiți pe lagăre aerodinamice (lagăre lubrifiate cu aer).

Producția de motoare electrice de înaltă frecvență necesită fabricarea foarte precisă a pieselor individuale, echilibrarea dinamică a rotorului, asamblarea precisă și asigurarea uniformității stricte a spațiului dintre stator și rotor.

În legătură cu cele de mai sus, fabricarea axelor electrice se realizează conform specificațiilor speciale.

Fig. 1. Electrosand de măcinare de înaltă frecvență.

Eficiența motoarelor de înaltă frecvență este relativ mică. Acest lucru se datorează pierderilor crescute de oțel și pierderilor de frecare la rulmenți.

Dimensiunile și greutatea motoarelor electrice de înaltă frecvență sunt relativ mici.

Figura: 2. Fus electric modern de înaltă frecvență

Utilizarea axelor electrice în loc de acționări cu curea la producerea rulmenților cu bile crește productivitatea muncii atunci când se lucrează la mașinile de rectificat interne cu cel puțin 15-20%, reduce brusc refuzurile în conicitate, ovalitate și curățenia suprafeței. Durabilitatea fusurilor de măcinare este mărită de 5-10 ori sau mai mult.

De mare interes este și utilizarea axelor de mare viteză la găurirea găurilor cu un diametru mai mic de 1 mm.

Frecvența curentului care furnizează motorul electric de înaltă frecvență este selectată în funcție de viteza de rotație necesară n a motorului electric conform formulei

deoarece p \u003d 1.

Astfel, la viteze de rotație a fusurilor electrice de 12.000 și 120.000 rpm, sunt necesare frecvențe de 200 și respectiv 2000 Hz.

Pentru alimentarea motoarelor de înaltă frecvență, au fost utilizate anterior generatoare speciale cu frecvență crescută. Acum, în aceste scopuri, convertoarele de frecvență statice sunt utilizate pe tranzistoarele cu efect de câmp de mare viteză.

În fig. 3 prezintă un generator de inducție sincronă a curentului trifazat de producție internă (tip GIS-1). După cum se poate vedea din desen, există fante largi și înguste pe statorul unui astfel de generator. Înfășurarea pe teren, ale cărei bobine sunt situate în fantele largi ale statorului, este alimentată cu curent continuu. Câmpul magnetic al acestor bobine este închis prin dinții statorului și proiecțiile rotorului, așa cum se arată în Fig. 3 cu o linie punctată.

Figura: 3. Generator de curent de inducție cu frecvență crescută.

Când rotorul se rotește, câmpul magnetic, deplasându-se împreună cu proeminențele rotorului, traversează rotațiile înfășurării curentului alternativ situat în fantele înguste ale statorului și induce o variabilă e. etc. cu. Frecvența acestei e. etc. cu. depinde de viteza de rotație și de numărul de picioare ale rotorului. Forțele electromotoare induse de același flux în bobinele de înfășurare de câmp sunt compensate reciproc datorită activării viitoare a bobinelor.

Înfășurarea de excitație este alimentată printr-un redresor de seleniu conectat la rețeaua de curent alternativ. Atât statorul cât și rotorul au miezuri magnetice din tablă de oțel.

Generatoarele cu designul descris sunt fabricate pentru o putere nominală de 1,5; 3 și 6 kW și pentru frecvențe 400, 600, 800 și 1200 Hz. Viteza nominală de rotație a generatoarelor sincrone este de 3000 rpm.

9000 rpm

Se spune că este cea mai tare mașină din istoria Lexus. Și că succesorul său trebuie să sară peste acoperiș pentru a nu rușina moștenirea. Ei spun că sunetul motorului său poate fi ascultat în loc de muzică și recunoscut instantaneu, chiar și de la un kilometru distanță. Acești fanatici entuziaști se referă la LFA, primul supercar cu drepturi depline de la Lexus.

Dynamics Lexus LFA poate să nu fie cea mai remarcabilă: accelerație la 100 km / h - în 3,7 secunde, viteză maximă - 326 km / h. Dar, în timpul scurtei sale vieți, mașina a stabilit numeroase recorduri pe piste (de exemplu, la Nürburgring) și a „împins” pe mulți rivali celebri în lupte de drag. Dar viața luminoasă a LFA a fost scurtă: doar 500 de mașini au fost fabricate în doi ani. În mod surprinzător, fanii sunt atât de încântați de continuare ...

Mașina a fost construită conform canoanelor familiare: mai mult aluminiu (35%), mai mult carbon (65%) ... Dar vigatelul asamblat manual s-a dovedit a fi unic. Co-creat împreună cu Yamaha, V10 de 4,8 litri cu un unghi neobișnuit de cambrat de 72 de grade era mai compact decât un V8 obișnuit și cântărea mai puțin decât un V6 tipic. Pistoane forjate, biele din titan, supape și toba de eșapament, clapetă separată pe cilindru, 560 CP. - și un „plafon” de 9000 rpm! Mai mult, inginerii japonezi au acordat, de asemenea, separat „vocea” motorului, astfel încât să fie ca cea a mașinilor de Formula 1. Și s-a dovedit: la turații mari, LFA țipă într-un mod pur formulic!

Porsche 911 (991) GT3

Porsche 918 Spyder

9000 rpm

9150 rpm

În marea familie Porsche, veți găsi mai multe modele ale căror motoare par a fi pe cale să fie traficate de propria lor viteză. Primul este 911 (991) GT3, produs din 2013. 3,8 litri „opus” cu șase cilindri produce 475 CP. și se rotește până la 9000 rpm - datorită bielelor de titan aproape greutate și a pistoanelor forjate. Doar din cauza șuruburilor de calitate scăzută ale acelorași biele, 785 de mașini au căzut sub compania revocabilă. Dar există o căptușeală argintie: compania nu s-a deranjat să înlocuiască șuruburile - și a pus doar motoare noi pe mașinile sport!

Din noiembrie 2013 până în iunie 2015, Porsche a produs 918 Spyder într-o circulație de 918 unități, fiecare având un preț sub un milion de euro. Dar, după cum știți, compania nu a avut probleme cu vânzările.

Al doilea model, numit 918 Spyder, este deja un hibrid, cu trei motoare și chiar mai nebunesc. „Inima” chiar a Porsche-ului din istorie este un V8 atmosferic cu un volum de 4,6 litri, o întoarcere de 608 cai putere și o „limită” la 9150 rpm! Și fiecare axă își întoarce în plus propriul motor electric. Totalul este de 887 CP. și 1280 Nm de tracțiune (aceasta este mai mult decât cea a celei mai puternice LaFerrari), accelerație la 100 km / h în 2,5 secunde și o viteză maximă de 351 km / h. Ei bine, atunci - un minut de laudă irepresionabilă: am putut experimenta noi înșine potențialul acestui monstru! puteți citi versiunea text a testului și mai jos am postat un videoclip de la AutoVestey pentru televizor.

Ferrari LaFerrari

9250 rpm

Legendarul LaFerrari merită cu siguranță titlul de cel mai nebun Ferrari. Cel mai puternic. Cel mai avansat. Și primul model hibrid din istoria companiei. Dintr-o astfel de blasfemie (pentru a schimba puterea energiei pure a unui motor cu combustie internă atmosferică într-o cruce între o zeiță și un cărucior electric de golf!) Enzo Ferrari însuși trebuie să se fi întors în sicriu. Și, în același timp, LaFerrari a combinat greu meciul.

Doar 499 de norocoși au putut cumpăra LaFerrari, după ce au dat peste un milion de dolari pentru asta.

Aproape toate sculptate din fibră de carbon și echipate cu frâne carbon-ceramice, s-au dovedit a fi aerisite - doar 1,2 tone de substanță uscată. Aerodinamică activă, suspensie activă, „diferență” spate activă ... Și mai mult decât un motor activ de 800 de cai putere, capabil să se rotească până la 9250 rpm. Dar acesta nu este un fel de motor cu camă, ci un V12 puternic aspirat natural cu un volum de 6,2 litri! Plus un motor electric de 163 cai putere încorporat într-un „robot” cu 7 trepte. La ieșire - 350 km / h „viteză maximă” și accelerație la 100 km / h în aproximativ 2,5 secunde. Și LaFerrari nu numai că înnebunește, dar sună totuși la fel de nebun ca ar trebui un Ferrari. Dacă bătrânul Enzo ar fi ascultat și ar fi încercat, ar fi iertat și ar deveni mândru ...

10.000 rpm

Honda a mâncat câinele pe motoare „torsionale” - datorită moștenirii sale motociclistice! Mulți își vor aminti probabil nebunul roadster S2000 cu un „aspirat” de 2 litri, care producea 240 CP. și s-a rotit până la aproape 9000 rpm. Dar cine își amintește strămoșul ideologic al acestei mașini?

Honda S800 a fost produsă din 1966 până în 1970, având 11.566 de unități.

Numele lui era S800. Ușor, grațios, sportiv, cu două locuri în caroserie roadster sau coupe. Patru cilindri, cu o cilindree de doar 0,8 litri. Motorul a produs doar 70 CP, dar în primul rând, odată cu acesta, S800 a devenit primul „Honda”, care a accelerat la 160 km / h. Și în acel moment era cea mai rapidă mașină de producție din lume, cu un motor de până la 1 litru. Și motorul în sine a accelerat la 10.000 rpm și chiar cu un astfel de sunet! Destul de amuzant, primii S800 au combinat încă suspensia circulară extrem de avansată în acei ani - și tracțiunea în lanț a roților din spate. De asemenea, o moștenire a motocicletelor ...

Utilizare: acționare electrică în diverse scopuri. Esența invenției: rotorul este realizat sub forma unei unități pre-asamblate și echilibrate, conține magneți permanenți, ale căror părți centrale ale capetelor sunt conectate prin intermediul unor plăci cu un manșon. EFECT: design simplificat și greutate redusă. 2 bolnav.

Invenția se referă la ingineria electrică, în special la acționările cu un motor electric. Motoarele electrice trifazate asincrone fără perii cu un rotor cu colivie de veveriță sunt cunoscute și răspândite pe scară largă. Un motor electric asincron este excitat cu un curent alternativ, care, de regulă, este furnizat motorului electric dintr-o rețea de curent alternativ cu o frecvență industrială de 50 Hz. Motor AC cunoscut care conține un stator cu o înfășurare, un rotor cu o înfășurare scurtcircuitată, realizat sub forma unei cuști de veveriță și un arbore cu suporturi de rulment (vezi ed. St. USSR N 1053229, clasa H 02 K 17/00, 1983). Pentru a controla viteza de rotație a unui motor cu inducție cu un rotor înfășurat, pot fi utilizate dispozitive care conțin un convertor de frecvență cuplat direct în circuitul rotorului. Aceste dispozitive au o dimensiune și o greutate considerabile. Cel mai apropiat analog al invenției este un motor electric care conține un rotor care se rotește în jurul unei axe și un stator montat coaxial cu rotorul. Mai mulți poli bipolari sunt situați în jurul circumferinței rotorului și statorului. Polii rotorului sunt localizați în interior, iar statorul - în afara cercului, concentric față de axa rotorului și așezat într-un plan perpendicular pe această axă. Un bloc conectat la unul dintre grupurile de poli controlează alimentarea cu energie a acestuia pentru a magnetiza selectiv polii și a crea un câmp magnetic rotativ. Fiecare dintre polii rotorului are un miez magnetic cu o secțiune transversală în formă de E, planul secțiunii transversale fiind perpendicular pe planul cercului pe care se află poli. Partea deschisă a miezurilor este orientată spre acest cerc și are o proeminență centrală și două proeminențe exterioare. La fiecare pol al rotorului, cel puțin o bobină este înfășurată în jurul proeminenței centrale și conectată la unitatea de control pentru a crea un câmp magnetic rotativ. Acest motor electric nu permite obținerea de rotații mari și este dificil de fabricat, deoarece este dificil să îl echilibrezi și să implementezi dispozitivul electronic al unității de control pentru a crea un câmp magnetic rotativ. Scopul invenției este de a crea un motor de mare viteză cu o viteză de până la 50.000 pe minut, având o structură simplă și o greutate redusă. Rezultatul tehnic specificat este obținut prin faptul că rotorul este realizat sub forma unei unități pre-asamblate și echilibrate, incluzând o bucșă și cel puțin doi magneți permanenți distanțați uniform de-a lungul secțiunii transversale, ale căror părți centrale ale capetelor sunt conectate prin intermediul unor plăci cu o bucșă, aceasta din urmă fiind apăsată pe arborele de preluare a puterii, atunci când magneții adiacenți sunt magnetizați în mod opus și dimensiunea lor longitudinală este mai mare decât raza interioară a statorului, iar dispozitivul electronic este realizat sub forma unei punți cu diode, a unui filtru și a unui convertor de tiristor conectat în serie. Figura 1 prezintă schematic o secțiune longitudinală a unui motor electric de mare viteză; figura 2 este o secțiune transversală aa din figura 1. Un motor electric de mare viteză conține: un stator 1 cu înfășurări 2, un rotor 3 instalat în suporturile de rulmenți 4, un arbore de preluare a puterii 5 cu o bucșă 6 apăsată pe el, conectată prin intermediul plăcilor 7 cu părțile centrale ale capetelor magneților permanenți 8 situate cu un spațiu relativ la statorul 1, în plus, magneții adiacenți sunt magnetizați în mod opus și dimensiunea lor longitudinală este mai mare decât raza interioară a statorului, iar dispozitivul electronic pentru crearea unui câmp magnetic rotativ (neprezentat) este realizat sub forma unei punți cu diode (tip D-245 sau D-246), un filtru (tip RC ) și convertor tiristor. Dimensiunea spațiului dintre stator 1 și rotorul 3 este de aproximativ 2 mm, o creștere a spațiului duce la o pierdere de putere. Este de dorit să utilizați magneți 8 pe o bază ceramică, care evită apariția prafului și crește durata de viață. Magneții 8 pot fi realizați sub formă de benzi îndoite de-a lungul generatoarelor cilindrice (așa cum se arată în Fig. 2), iar secțiunea transversală poate fi circulară sau dreptunghiulară. Pentru a asigura funcționarea motorului electric la 50.000 rpm, rotorul 3 este pre-montat și echilibrat prin găurirea elementelor sale sau instalarea unor greutăți de echilibrare (care nu sunt prezentate), care evită vibrațiile în timpul funcționării și distrugerea suporturilor lagărului 4 și, de asemenea, asigură constanța spațiului dintre stator 1 și rotorul 3. Motorul electric de mare viteză propus funcționează după cum urmează. Curentul din înfășurările 2 ale statorului 1 este furnizat din rețeaua de curent alternativ printr-o punte de diode, un filtru și un convertor de tiristor conectat în serie, ceea ce face posibilă crearea unui câmp magnetic rotativ și reglarea vitezei unghiulare (rotații) a rotorului 3 al motorului electric datorită interacțiunii câmpurilor magnetice ale statorului 1 și magneților 8 rotorul 3, cu magneți adiacenți 8 magnetizați în mod opus în rotorul 3.

Revendicare

Un motor electric de mare viteză care conține un rotor care se rotește în jurul unei axe și un stator instalat coaxial cu rotorul, un dispozitiv electronic pentru crearea unui câmp magnetic rotativ conectat la o sursă de curent și un arbore de preluare a puterii instalat în suporturile lagăre ale carcasei statorului, caracterizat prin aceea că rotorul este realizat sub forma unui un ansamblu montat și echilibrat, incluzând o bucșă și cel puțin doi magneți permanenți distanțați uniform de-a lungul secțiunii transversale, ale căror părți centrale ale capetelor sunt conectate prin intermediul unor plăci la bucșă, aceasta din urmă este presată pe arborele de preluare a puterii, în timp ce magneții adiacenți sunt magnetizați în mod opus și dimensiunea lor longitudinală este mai mare decât raza interioară stator, iar dispozitivul electronic este realizat sub formă de punte diodă, filtru și convertor tiristor conectat în serie.

Când vine vorba de motoare electrice, nu există nicio relație liniară între putere, viteză și consum de tensiune. Să luăm în considerare în ce industrii sunt utilizate și în ce mod diferă motoarele electrice de înaltă tensiune, motoarele de mare viteză și cele de mare putere.

Diferite tipuri de motoare electrice de înaltă tensiune

Motoarele electrice de înaltă tensiune sunt motoare sincrone și asincrone cu tensiuni de 3000, 6000, 6300, 6600 și 10000 V. Aceste motoare electrice sunt utilizate în principal în industrie: metalurgică, minieră, mașină-unealtă, industrii chimice. Astfel de motoare electrice sunt utilizate în instalații, evacuatoare de fum, mori, mori, ecrane, ventilatoare etc.

Motoarele trifazate sunt proiectate să funcționeze pe curent alternativ cu o frecvență de 50 (60) Hz. Pentru a asigura o funcționare fiabilă, se folosește o înfășurare statorică de tip "Monolit" sau "Monolit-2" cu o clasă de rezistență la căldură de cel puțin "B". Carcasa motorului este întărită, ceea ce la rândul său reduce nivelul de sunet și vibrații. Indicatorii specifici de consum de material și de energie sunt într-un raport optim. Motoarele electrice de înaltă tensiune se caracterizează și prin rezistență crescută la uzură.

Următoarele motoare electrice sunt destinate acționării:

• mecanisme care nu necesită control al vitezei - seria A4, A4 12 și 13, DAZO4, DAZO4-12, DAZO4-13, AOD, AOVM, AOM, DAV;
• mecanisme cu condiții severe de pornire - seria 2АД;
• pompe hidraulice verticale - seria DVAN.

Motoare electrice de mare viteză și caracteristicile acestora

Spre deosebire de motoarele electrice de înaltă tensiune, motoarele de mare viteză sunt cele cu o viteză de 50 r / s sau 3000 rpm. Au o greutate, o dimensiune și chiar un cost mai redus decât omologii mai lent de aceeași putere.

Pentru utilizarea motoarelor cu o frecvență de până la 9000 rpm, este necesar să se utilizeze un mecanism cu un raport de transmisie mare, în special un mecanism de transmisie cu undă. Se caracterizează prin simplitate, fiabilitate ridicată, precizie și compactitate.

Domeniul de aplicare a motoarelor de mare viteză este foarte larg. Aceasta include motoare electrice pentru gravatoare portabile, burghie și motoare pentru industria auto și aviație.

Motoare electrice puternice

Pentru motoarele electrice trifazate convenționale, puterea nominală variază de la 120 W-315 kW. Cu toate acestea, după cum arată practica, cu cât motorul electric este mai puternic, cu atât este mai mare înălțimea axului arborelui. Prin urmare, motoarele electrice de peste 11 kW sunt considerate puternice. Domeniile de aplicare sunt, de asemenea, destul de largi. În special, macara și metalurgice. Motoarele electrice de mare putere sunt de asemenea utilizate în unitățile de pompare.

Motoare asincrone de mare viteză din seria CPLS

Motoarele CPLS ale companiei sunt special concepute pentru aplicații care necesită o gamă largă de control al vitezei și cerințe stricte de greutate și dimensiune.

Aceste motoare asincrone cu colivie de veveriță sunt potrivite pentru slăbirea câmpului, oferind o gamă de viteză cât mai largă pe care o poate permite designul lor mecanic.

Specificații:

ü Gama de putere: 8,5 - 400 kW;

ü Viteza de rotație: 112 - 132 dimensiuni până la 8000 rpm; 160 -200 dimensiuni până la 6000 rpm;

ü Grad de protecție: IP23, IP54;

ü Clasa de izolație: F, H;

ü Tipul de răcire: IC06, IC17, IC37;

ü Opțiuni suplimentare: senzori de feedback, senzori de temperatură PTC, priză de forță, rulmenți reubricați, frână, ventilator forțat axial. Arborii și flanșele speciale pentru motoarele electrice pot fi produse la cerere.

În ceea ce privește funcționalitatea, aceste mașini pot fi comparate atât cu motoare de curent continuu, cât și cu motoare fără perii. Momentul redus de inerție al rotorului oferă motoarelor performanțe dinamice excelente.

Alimentat de convertoare de frecvențăaplică momentul nominal (Mn) la punctul de proiectare (n1) și compară-le cu graficele.

fig. 1 Graficul dependenței cuplului nominal ( Mn) pe viteza de rotație ( n1)

pentru motoare electrice CPLS 112M, CPLS 112L, CPLS 132S, CPLS 132M, CPLS132L,

CPLS 160S, CPLS 160M, CPLS 160L, CPLS 200S, CPLS 200M, CPLS200L

Aplicații: controlul echipamentelor de înfășurare și derulare, industria metalurgică, industria ambalajelor, industria tipografică, fabricarea cablurilor, echipamente de extrudare etc.