มอเตอร์ไฟฟ้าความถี่สูง

เมื่อทำการเจียรรูขนาดเล็ก ต้องใช้ความเร็วแกนในการเจียรที่สูงมากเพื่อให้ได้ความเร็วตัดที่เพียงพอ ดังนั้นเมื่อทำการเจียรรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 มม. ด้วยวงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 มม. ที่ความเร็วเพียง 30 ม. / วินาที แกนหมุนจะต้องมีความเร็วในการหมุน 200,000 รอบต่อนาที

การใช้งานเพื่อเพิ่มความเร็วของสายพานถูกจำกัดโดยการหมุนรอบสูงสุดของสายพานที่อนุญาต ความเร็วของการหมุนของแกนหมุนที่ขับเคลื่อนด้วยสายพานมักจะไม่เกิน 10,000 รอบต่อนาที และสายพานลื่นหลุดอย่างรวดเร็ว (หลังจาก 150-300 ชั่วโมง) และสร้างการสั่นสะเทือนระหว่างการทำงาน

ล้อนิวเมติกส์ความเร็วสูงก็ไม่เหมาะเสมอไปเนื่องจากลักษณะทางกลที่นุ่มนวลอย่างมาก

ปัญหาในการสร้างสปินเดิลความเร็วสูงมีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับการผลิตตลับลูกปืนเม็ดกลม ซึ่งจำเป็นต้องมีการเจียรภายในและร่องคุณภาพสูง ในเรื่องนี้ แกนอิเล็กโทรสปินเดิลหลายรุ่นที่มีความเร็วในการหมุน 12,000-50,000 รอบต่อนาทีและอื่นๆ ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องมือกลและตลับลูกปืนเม็ดกลม

แกนหมุนไฟฟ้า (รูปที่ 1) เป็นแกนหมุนแบบสามจมูกที่มีมอเตอร์กรงกระรอกความถี่สูงในตัว โรเตอร์มอเตอร์อยู่ระหว่างเดือยสองตัวที่ปลายแกนหมุนตรงข้ามล้อเจียร

การก่อสร้างที่มีการรองรับสองหรือสี่อย่างมักใช้น้อยกว่า ในกรณีหลังนี้ เพลามอเตอร์จะเชื่อมต่อกับแกนหมุนโดยใช้ข้อต่อ

สเตเตอร์ของมอเตอร์แกนประกอบจากแผ่นเหล็กไฟฟ้า มันมีขดลวดสองขั้วอยู่ โรเตอร์ของมอเตอร์ที่ความเร็วการหมุนสูงถึง 30-50,000 รอบต่อนาทียังหมุนจากแผ่นโลหะและติดตั้งขดลวดลัดวงจรทั่วไป พวกเขามักจะลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของโรเตอร์ให้ได้มากที่สุด

ที่ความเร็วสูงกว่า 50,000 รอบต่อนาที เนื่องจากการสูญเสียที่สำคัญ สเตเตอร์จึงติดตั้งท่อที่มีการระบายความร้อนของน้ำที่ไหล ใบพัดของเครื่องยนต์ที่ออกแบบมาเพื่อทำงานที่ความเร็วดังกล่าวทำขึ้นในรูปของกระบอกสูบเหล็กแข็ง

การเลือกประเภทตลับลูกปืนมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานของอิเล็กโทรสปินเดิล ตลับลูกปืนทรงกลมที่มีความแม่นยำเพิ่มขึ้นจะใช้ที่ความเร็วรอบสูงสุด -50,000 รอบต่อนาที ตลับลูกปืนดังกล่าวต้องมีระยะห่างสูงสุดไม่เกิน 30 ไมครอน ซึ่งทำได้โดยการบรรจุที่เหมาะสม ตลับลูกปืนทำงานด้วยพรีโหลดที่สร้างขึ้นโดยใช้สปริงสอบเทียบ ต้องใช้ความระมัดระวังเป็นอย่างยิ่งเมื่อสอบเทียบสปริงพรีโหลดตลับลูกปืนและเลือกความพอดี

ที่ความเร็วรอบการหมุนสูงกว่า 50,000 รอบต่อนาที ตลับลูกปืนแบบวารสารจะทำงานได้อย่างน่าพอใจเมื่อถูกหล่อเย็นอย่างเข้มข้นด้วยน้ำมันใช้งานที่จ่ายโดยปั๊มพิเศษ บางครั้งสารหล่อลื่นจะถูกส่งมาในสถานะสเปรย์

อิเล็กโทรสปินเดิลความถี่สูง 100,000 รอบต่อนาทียังสร้างขึ้นจากแบริ่งแอโรไดนามิก (แบริ่งที่หล่อลื่นด้วยอากาศ)

การผลิตมอเตอร์ไฟฟ้าความถี่สูงต้องการการผลิตชิ้นส่วนแต่ละชิ้นที่แม่นยำมาก การปรับสมดุลไดนามิกของโรเตอร์ การประกอบที่แม่นยำ และการรับประกันความสม่ำเสมอของช่องว่างระหว่างสเตเตอร์และโรเตอร์

จากที่กล่าวมาข้างต้น การผลิตสปินเดิลไฟฟ้าจะดำเนินการตามเงื่อนไขทางเทคนิคพิเศษ

รูปที่. 1. แกนบดไฟฟ้าความถี่สูง

ประสิทธิภาพของมอเตอร์ความถี่สูงนั้นค่อนข้างเล็ก นี่เป็นเพราะการสูญเสียเหล็กที่เพิ่มขึ้นและการสูญเสียแรงเสียดทานของตลับลูกปืน

ขนาดและน้ำหนักของมอเตอร์ไฟฟ้าความถี่สูงมีขนาดค่อนข้างเล็ก

ข้าว. 2. แกนหมุนไฟฟ้าความถี่สูงที่ทันสมัย

การใช้สปินเดิลไฟฟ้าแทนการขับเคลื่อนด้วยสายพานในการผลิตตลับลูกปืนเม็ดกลมจะช่วยเพิ่มผลิตภาพแรงงานของเครื่องเจียรภายในอย่างน้อย 15-20% และลดการคัดแยกในด้านเทเปอร์ การตกไข่ และความสะอาดของพื้นผิวลงอย่างมาก ความทนทานของแกนเจียรเพิ่มขึ้น 5-10 เท่าหรือมากกว่านั้น

การใช้แกนหมุนความเร็วสูงสำหรับการเจาะรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 1 มม. ก็น่าสนใจเช่นกัน

ความถี่ของกระแสไฟฟ้าที่จ่ายให้กับมอเตอร์ไฟฟ้าความถี่สูงจะถูกเลือกขึ้นอยู่กับความเร็วการหมุนที่ต้องการ n ของมอเตอร์ไฟฟ้าตามสูตร

เนื่องจาก p = 1

ดังนั้นที่ความเร็วรอบของแกนหมุนไฟฟ้า 12,000 และ 120,000 รอบต่อนาที จึงจำเป็นต้องใช้ความถี่ 200 และ 2000 Hz ตามลำดับ

ก่อนหน้านี้มีการใช้เครื่องกำเนิดความถี่สูงพิเศษเพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ความถี่สูงตอนนี้ เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ ตัวแปลงความถี่แบบคงที่จึงถูกนำมาใช้กับทรานซิสเตอร์ฟิลด์เอฟเฟกต์ความเร็วสูง

ในรูป 3 แสดงเครื่องกำเนิดการเหนี่ยวนำแบบซิงโครนัสสามเฟสของการผลิตในประเทศ (ประเภท GIS-1) ดังที่เห็นได้จากภาพวาดมีร่องกว้างและแคบบนสเตเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าว สนามที่คดเคี้ยวซึ่งมีขดลวดอยู่ในช่องกว้างของสเตเตอร์นั้นมาพร้อมกับกระแสตรง สนามแม่เหล็กของขดลวดเหล่านี้ถูกปิดล้อมผ่านฟันของสเตเตอร์และส่วนที่ยื่นออกมาของโรเตอร์ดังแสดงในรูป 3 ด้วยเส้นประ

ข้าว. 3. เครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่มีความถี่เพิ่มขึ้น

เมื่อโรเตอร์หมุน สนามแม่เหล็กที่เคลื่อนที่ไปตามส่วนที่ยื่นออกมาของโรเตอร์จะตัดกับกระแสสลับที่คดเคี้ยวอยู่ในช่องแคบของสเตเตอร์และทำให้เกิดการสลับกัน เป็นต้น ค. ความถี่ของสิ่งนี้จ. เป็นต้น ค. ขึ้นอยู่กับความเร็วรอบของการหมุนและจำนวนหูโรเตอร์ แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดจากฟลักซ์เดียวกันในขดลวดสนามจะหักล้างกันเนื่องจากการเปิดใช้งานของขดลวดที่กำลังจะเกิดขึ้น

ขดลวดกระตุ้นถูกป้อนผ่านวงจรเรียงกระแสซีลีเนียมที่เชื่อมต่อกับไฟหลัก AC ทั้งสเตเตอร์และโรเตอร์มีแกนแม่เหล็กที่ทำจากเหล็กแผ่น

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการออกแบบที่อธิบายไว้นั้นผลิตด้วยกำลังไฟ 1.5; 3 และ 6 กิโลวัตต์และความถี่ 400, 600, 800 และ 1200 Hz ความเร็วรอบเล็กน้อยของการหมุนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสคือ 3,000 รอบต่อนาที