 |
Деревообрабатывающие станки своими рукамиДелаем вместе! |
|
Деревообрабатывающие станки своими рукамиДелаем вместе! |
| Мы расскажем Вам о том как своими руками, используя доступные инструменты и материалы, сделать относительно простые деревообрабатывающие станки и приспособления к ним, а также об основных операциях по технической обработке древесины. В напутствие хотелось бы дать Вам
несколько советов и пожеланий: встав на путь
технического творчества, вооружитесь терпением
и настойчивостью; соизмеряйте свои желания с
имеющимися возможностями; пользуйтесь простыми
техническими приемами, доступными инструментами
и материалами; не опускайте руки при первых
неудачах. Успех обязательно придет к вам! Последние публикации на сайте
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ДВИГАТЕЛИСердцем электропривода станка заслуженно является электродвигатель (ЭД). Количество их серий, типов, конкретных исполнений трудно поддается учету, а тем более описанию. Но, думается, эти сведения домашнему умельцу и не к чему: он ведь имеет доступ к очень ограниченному ассортименту ЭД, обычно устанавливаемых в бытовых приборах и машинах. Они и вызывают у него повышенный интерес. Их чаще всего он применяет в своих конструкциях. О них мы и поведем речь. Поскольку двигатели постоянного тока в быту находят ограниченное использование, за исключением механизмов привода игрушек, переносных магнитофонов и других малогабаритных устройств, на них мы останавливаться не будем. Отметим только, что двигатели постоянного тока соответствующей мощности находят применение в подвижных средствах, например, на самолетах, кораблях и др., где могут питаться от бортовой сети, а также в различном промышленном оборудовании в силу их высокой экономичности, бесступенчатого регулирования частоты вращения и других положительных качеств. Такие ЭД подключают к сети переменного тока через специальные выпрямители. А вот коллекторные двигатели переменного тока несмотря на довольно сложное устройство очень широко применяются в быту, поскольку отличаются многими положительными качествами. Обмотка возбуждения такого ЭД включается последовательно с обмоткой якоря, благодаря чему при изменении направления тока в сети одновременно изменяет ся направление тока в якоре и полярность полюсов. Направление вращающего момента при этом сохраняется. Частота вращения ЭД не зависит от частоты тока в сети и может быть очень значительной. Это обстоятельство позволяет применять коллекторные двигатели в пылесосах, вентиляторах и других устройствах, где большая частота вращения рабочего органа диктуется необходимостью. Эти двигатели сохраняют основные характеристики, свойственные коллекторным ЭД постоянного тока, и применяются там, где нужен большой пусковой момент (полотерные машины, мясорубки, кухонные комбайны и др.) Благодаря большой частоте вращения такой двигатель характеризуется высокой удельной мощностью на единицу массы и получается легким, что очень важно для ручного электрифицированного инструмента и других переносных приборов. Достоинством этих двигателей является способность выдерживать кратковременные перегрузки. Работа их не нарушается и при значительных колебаниях напряжения в питающей сети. Сила тока при пуске таких ЭД, как правило, не превышает четырехкратной номинальной величины, поэтому они работают устойчиво в режиме частых пусков и выключений. Коллекторный ЭД может быть выполнен на низкое напряжение питания и на напряжение осветительной сети. Он может работать на постоянном и переменном токе, изменяя лишь номинальные данные в зависимости от рода тока. Чтобы эти данные получались примерно одинаковыми, обмотку возбуждения ЭД выполняют с дополнительным выводом. При работе от постоянного тока включают все витки этих катушек, а при переменном токе только их часть. Такой двигатель называют универсальным. Достоинство коллекторного ЭД и в том, что он легко поддается плавному регулированию частоты вращения в самых широких пределах, а также реверсированию (изменению направления вращения). Для этого достаточно только изменить направление тока в обмотке якоря или обмотке возбуждения, поменяв их концы местами. К сожалению, однофазные коллекторные двигатели не лишены и слабых мест. Они сложны и дороги в изготовлении, требуют квалифицированного обслуживания, постоянного ухода за щетками и коллекторами, нуждаются в специальных фильтрах для подавления помех радиоприему. Чтобы дать более конкретное представление о коллекторных ЭД, обратимся к двигателям типа КНД, которые стоят во многих ручных электрических машинах (пилах, рубанках, дрелях, лобзиках и пр.) и конструктивно связаны с ними, т. е. являются встроенными. Они имеют двойную изоляцию, что намного повышает безопасность работы с ними. Мощность их составляет 120–1150 Вт, частота вращения якоря 12000–18000 мин1. Они непосредственно питаются от сети переменного и постоянного тока, не требуя громоздких трансформаторов или преобразователей частоты электрического тока. Статор двигателя КНД, вмонтированный в пластмассовый корпус, состоит из пакета стальных пластин, в вырезы которого установлены две катушки электромагнитов, проходя через которые электрический ток создает постоянный магнитный поток. Ротор состоит из стального пакета, в пазы которого уложена обмотка. Выводы ее подсоединены к коллектору. Вал, с посаженным на него ротором, коллектором и вентилятором, вращается на двух шарикоподшипниках. Один из них вмонтирован в гнездо задней стенки корпуса, а другой — в гнездо промежуточного щита. Вентилятор служит для охлаждения двигателя в процессе работы. Воздух всасывается через входные окна в кожухе, охлаждает обмотку статора и выталкивается через окна промежуточного щита в атмосферу. Щетки помещены в специальном держателе и прижимаются к коллектору пружинами. Электрический ток подводится к щеткам через два провода, присоединенных к двухполюсному выключателю. Фильтр подавления радиопомех смонтирован на задней стенке корпуса двигателя и закрыт кожухом. Как уже говорилось, коллекторные двигатели можно применять в приводе легких фрезерных, сверлильных, заточных, токарных станочков и в других самодельных конструкциях. Особенно успешно они работают с устройствами питания, позволяющими регулировать их частоту вращения, а также снижать температуру корпуса. Наиболее просто это достигается с помощью регулируемого лабораторного автотрансформатора (ЛАТРа). Двигатель можно включать в сеть и через автотрансформатор, позволяющий получать несколько фиксированных напряжений на выходе. К сожалению, такие устройства в продаже отсутствуют. Но при желании автотрансформатор можно сделать самому. Для этого следует подобрать магнитопровод сечением 16–20 см2 (например, ШЛ 32 х 50), намотать обмотку из 400 витков провода ПЭВ2 1,5мм. От 230, 270 и 320 витков сделать отводы. Вывод от начала обмотки подключить к одной клемме, а все остальные — к другим клеммам, расположенным вокруг первой. Замыкая начало обмотки поочередно с другими ее выводами, можно получить ряд напряжений переменного тока, нужного для питания двигателя. Еще более удобны тиристорные регуляторы напряжения, позволяющие плавно регулировать частоту вращения ЭД. Подобные устройства имеются в продаже. При необходимости такой регулятор можно изготовить самим. Немало их схем опубликовано в журнале «Радио», на страницах стать «Массовой радиобиблиотеки» и других аналогичных изданий. В большинстве своем такие приборы позволяют регулировать напряжение на активной нагрузке в пределах от 0 до 220 В. Мощность нагрузки тоже меняется в широком диапазоне от нескольких Вт до 1,5 кВт и более. С их помощью можно получить постоянный ток и питать им универсальные коллекторные двигатели, а также двигатели постоянного тока. Для этого требуется включить в цепь выпрямителя тиристорного регулятора напряжения электролитический конденсатор соответствующей емкости и нужного рабочего напряжения и присоединить к нему выводы к нагрузке. За последние годы стали выпускать ручные сверлильные машины (дрели) с малогабаритными электронными блоками управления. Их тоже можно использовать для питания автономных коллекторных двигателей соответствующей мощности. Коллекторные ЭД, встраиваемые в самодельные станки (особенно закрытого типа), желательно интенсивно охлаждать. Очень удобны для этого, например, малогабаритные вентиляторы от персональных компьютеров. Следует предостеречь неискушенных читателей от использования в большинстве самодельных деревообрабатывающих станков, за исключением лишь фрезерных, быстроходных двигателей без соответствующих редукторов и других регуляторов числа оборотов. Еще один совет: в тех случаях, когда требуется высвободить для работы обе руки и, вместе с тем, часто включать и выключать станок, в котором используется коллекторный двигатель, нет лучшего помощника, чем педальный выключатель. Состоит он из деревянного брускаоснования, внутри которого укреплен кнопочный переключатель любого типа. Педаль выгибают из листового металла. Крепят ее к основанию двумя шурупами, которые одновременно служат осью вращения. Чтобы педаль могла самостоятельно занимать верхнее положение, ее подпружинивают (помещают под нее кусок поролона, резиновую трубку, упругую металлическую пластинку или цилиндрическую пружинку). От переключателя выводят наружу провода с розеткой и вилкой для подсоединения к электрической сети и двигателю. Надежная конструкция получается также из сетевого одноклавишного выключателя. Его надо привернуть к деревянному основанию, а под клавишу подложить упругий материал. В различных бытовых приборах широко применяют однофазные асинхронные двигатели. Они конструктивно отличаются от коллекторных и имеют перед ними ощутимые преимущества: не создают помех радиоприему, значительно проще по устройству, а значит, дешевы и надежны, не требуют больших эксплуатационных расходов. Принцип действия такого ЭД заключается в том, что ЭДС в обмотке ротора наводится переменным магнитным полем. Поэтому нет необходимости подводить к нему ток от источника энергии, а следовательно, нет нужды в скользящих контактах в виде щеток и коллектора. Более того, поскольку обмотка ротора не соединена с источником питания, то можно ее не изолировать от самого сердечника ротора. Если забить в его пазы медные или алюминиевые стержни, то ток пойдет по ним, а не по стальным листам, из которых набран сердечник, так как они имеют значительно меньшее электрическое сопротивление. Однако при прямом включении в сеть такой двигатель не будет вращаться изза отсутствия в нем вращающегося магнитного поля. Поэтому были разработаны многочисленные типы самопускающихся ЭД. Наибольшее распространение получили однофазные асинхронные двигатели с пусковыми обмотками. Эти обмотки не сосредоточены в виде катушек, как у двигателей постоянного тока, а равномерно распределены в пазах статора. Рабочая обмотка остается включенной в сеть на все время работы ЭД, а пусковая включается только на время трогания ротора с места и отключается, когда двигатель наберет нужное количество оборотов. В цепи пусковой обмотки стоит пусковой элемент, чаще всего в виде активного сопротивления или конденсатора. Двигатель можно легко реверсировать, меняя местами выводные концы рабочей или пусковой обмотки. Имеются двигатели, у которых пусковое сопротивление заключено в самой пусковой обмотке. К ним принадлежат однофазные ЭД серии АОЛБ, имеющие удовлетворительные пусковые и рабочие характеристики. Более высокими пусковыми свойствами обладают ЭД с пусковыми конденсаторами. К ним, с частности, относятся двигатели серии ДОЛГ. В ЭД с пусковой обмоткой после ее отключения 1/3 пазов статора остаются неиспользованными, поэтому он имеет пониженную полезную мощность. Чтобы увеличить ее, стали применять двигатели, у которых пусковая обмотка все время остается включенной в сеть через конденсатор. Такой ЭД называют конденсаторным, а его пусковую обмотку — вспомогательной. Этот двигатель имеет немало положительных рабочих свойств: большую мощность на валу, высокий КПД и повышенный коэффициент мощности. Но, к сожалению, у него довольно низкие пусковые характеристики. Чтобы улучшить их, стали на время пуска ЭД включать параллельно рабочему конденсатору еще дополнительный так называемый пусковой. Такому двигателю было присвоено обозначение АОЛД. Позже стали выпускать конденсаторные ЭД серии ABE, имеющие лучшие рабочие характеристики по сравнению со своими предшественниками. 
В настоящее время выпускают однофазные конденсаторные двигатели повышенной мощности, доходящей до 1,3 кВт. Их, в частности, широко применяют в бытовых деревообрабатывающих станках, выпускаемых промышленностью. Многие двигатели, применяемые в электрических приборах бытового назначения, успешно можно использовать для силового привода различных самодельных станков. Как правило, их следует включать в сеть с той же пусковой и защитной аппаратурой, с которой они были смонтированы в бытовых машинах. Чтобы дать читателям представление об электрооборудовании современного настольного деревообрабатывающего станка, в котором применен конденсаторный двигатель, приведем его электрическую принципиальную схему (рис. 62). От перегрузок двигатель защищен тепловым реле КК1, которое разрывает пусковую сеть пускателя КМ1. Повторный пуск возможен только через 15–20 с, т. е. после возвращения элементов тепловой защиты реле КК1 в исходное положение. Увеличение пускового момента при пуске ЭД происходит за счет подключения С, параллельно С2. Частые пуски его недопустимы, так как он будет отключаться тепловым реле. В электрической схеме предусмотрена нулевая защита, которая осуществляется размыканием блокконтактов пускателя КМ1 при исчезновении напряжения в цепи самопитания магнитного пускателя и в цепи пусковой обмотки двигателя. До сих пор мы вели речь об однофазных электродвигателях. Это и естественно, поскольку однофазный ток получил в нашей стране широчайшее распространение у индивидуальных потребителей. Однако с появлением небольших частных предприятий в городе и на селе, огромного количества садоводческих товариществ положение за последние годы резко изменилось. Для интенсификации труда в подобных хозяйствах возникла необходимость в более мощных электрифицированных машинах и инструментах с трехфазными двигателями, в более разветвленной сети для их питания. Домашние мастера, конечно, не остаются в стороне от этих перемен, многие из них уже широко пользуются ими. Это объясняется тем, что трехфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели обладают многими неоспоримыми достоинствами: простотой, надежностью, компактностью, низкой стоимостью, экономичностью в обслуживании, способностью сохранять практически постоянную частоту вращения при изменении нагрузки. Мощность их по существу ограничивается только параметрами электропроводки. Для них не нужны громоздкие и дорогостоящие конденсаторы. Правда, у таких двигателей имеются свои слабые стороны: малая способность к перегрузкам, снижение надежности при 
работе с частыми пусками и остановками и др. И тем не менее эти недостатки не умаляют достоинств трехфазных двигателей. Как устроен такой двигатель? Его статор состоит из пакета листов электротехнической стали, в пазах которого уложена трехфазная обмотка. Ротор тоже набран из пакета стальных листов. Он имеет обмотку из алюминиевых стержней, проходящих в его пазах и накоротко замыкающихся на концах в кольцах. Отсюда двигатель получил название короткозамкнутого. Ротор насажен на вал вместе с вентилятором. Вал вращается на двух шарикоподшипниках. Обмотки статора имеют шесть концов и могут быть соединены между собой по установленной схеме звездой или треугольником (рис. 63). В первом случае начала или концы всех трех фаз сходятся в одной точке, а оставшиеся три вывода подсоединяются к трехфазной сети. Во втором варианте соединяют конец первой фазы с началом второй, конец второй — с началом третьей, а конец третьей — с началом первой. К точкам их соединения подключают трехфазную сеть. Обычно зажимы выводов обмотки располагают на колодке двигателя в определенном порядке. При этом соединение звездой достигается при горизонтальном, а треугольником — при вертикальном расположении перемычек (рис. 63). Вариант соединения концов обмоток статора выбирают в зависимости от напряжения в сети (чаще всего это 220 или 380 В). Если двигатель должен работать от сети напряжением 220 В, то выходные концы обмоток соединяют треугольником, а от сети напряжением 380 В — звездой. Реверсирование трехфазного ЭД происходит, если поменять местами любые два фазных провода. Электрический ток к трехфазному двигателю подводят обычно четырехжильным кабелем, одна из жил которого служит для соединения с корпусом ЭД. Асинхроннные трехфазные двигатели включают в трехфазную сеть чаще всего по общепринятой схеме 
(рис. 64). В качестве защитной и пусковой аппаратуры при этом используют магнитные пускатели, автоматические выключатели и плавкие предохранители. Однако некоторые домашние умельцы изза отсутствия такой аппаратуры включают двигатель в сеть напрямую. Рискуя вывести его из строя, они все же выходят из положения. Поступать подобным образом можно при наличии плавкого предохранителя и при условии постоянного контроля за работающим ЭД с тем, чтобы немедленно выключить его при запахе перегретой изоляции обмоток или появлении необычных звуков, издаваемых двигателем. В практике часто встречаются случаи, когда требуется использовать трехфазный двигатель в однофазной сети. И так поступают, несмотря на то, что у него в этом случае отсутствует пусковой момент и самостоятельно запуститься он не может. Поэтому идут на различные «ухищрения». Например, известно, что если ротор двигателя стронуть с места, то он начинает вращаться. Так иногда и запускают ЭД, т. е. от руки или с помощью веревки, намотанной на вал. К сожалению, этот способ далеко не лучший: он очень опасный, да и мощность ЭД в этом случае невелика, составляя всего 50 % и менее номинальной. К тому же такой вариант запуска ЭД вообще неприемлем для мощных приводов. Трехфазный двигатель в однофазном включении несравненно лучше использовать с конденсаторами, поскольку при этом повышается его коэффициент мощности, который может приобретать значения, практически равные единице. Следует однако иметь в виду, что емкости пускового и рабочего конденсаторов при определенном напряжении сети и принятой схеме включения ЭД зависят от его мощности. С увеличением ее емкости тоже возрастают, достигая разумного предела, когда применение конденсаторов изза роста их стоимости и массы становится экономически невыгодным. Предельной мощностью конденсаторного двигателя считается номинальная мощность 1,5 кВт, обозначенная на его щитке. Принципиальные электрические схемы конденсаторного двигателя с тремя обмотками на статоре показаны на рис. 65. 
Как и в случае трехфазного включения, обмотки статора могут быть соединены в звезду (рис. 65 а) или треугольник (рис. 65 б). Напряжение сети подводится к двум выводам двигателя, соответствующим началам двух фаз. Между одним из них и выводом, соответствующим началу третьей фазы, включаются конденсаторы 1 и 2. Последний, как только ЭД наберет обороты, отключается, и в схеме остается только конденсатор 1. В этих схемах возможны три комбинации образования входных (сетевых) выводов: С1 — С2; С1 — СЗ; СЗ — С2. Переключение одной из них на другую приводит к изменению вращения ротора (реверсированию). В двух других вариантах схем включения (рис. 65 в, г) из трех фаз исходного двигателя образованы две обмотки. Одну из них составляют две фазы, соединенные последовательно. В цепи другой обмотки находятся рабочий и пусковой конденсаторы. Весьма большое значение имеет правильный выбор рабочей емкости. Она считается оптимальной, если фазные токи и напряжения при нагрузке становятся практически номинальными. Такая емкость пропорциональна мощности двигателя (номинальному току) и обратно пропорциональна напряжению. Применительно к рассмотренным схемам включения конденсаторного ЭД для частоты сети 50 Гц емкость рабочего конденсатора может быть приближенно определена по следующим соотношениям: для схемы на рис. 65 а — Ср ном ~ 2800 (J HOM/U); для схемы на рис. 65 б — Ср ном ~ 4800 (Jhom /U); для схемы на рис. 65 в — Ср ном ~ 1600 (JH0M/U); для схемы на рис. 65 г — С ном ~ 2740 (JHOM/U); где J ти — номинальный ток, A; U — напряжение сети, В; При известной мощности двигателя ток, потребляемый им, можно определить по выражению: J = Р/(1,73 Uncos(p); где Р — мощность двигателя (Вт); U — наряжение сети (В); cos ф — коэффициент мощности; ц — КПД, указанные на его щитке. При наиболее употребительном соединении обмоток двигателя треугольником в сети 220 В рабочую емкость (в мк) можно найти по формуле: Ср = 66 Рн, где Р — номинальная мощность ЭД, кВт. Иногда для людей, не искушенных в электротехнике, рекомендуют при выборе емкости рабочего конденсатора вести упрощенный расчет: на каждые 100 Вт мощности двигателя устанавливать около 7 мк емкости конденсатора. С некоторым допущением с подобным мнемоническим правилом можно согласиться. При определении пусковой емкости исходят прежде всего из требования создания необходимого пускового момента. Если по условиям работы электропривода пуск двигателя происходит без нагрузки, то эту емкость нередко принимают равной рабочей. При пуске же под нагрузкой ее обычно подсчитывают по выражениям: Сп « (2...3) Ср; Сп = 132 Рн или определяют опытным путем. Не менее важным является выбор конденсаторов по их рабочему напряжению, а последнее можно определить, если воспользоваться следующими соотношениями: для схемы на рис. 65 а и б — UK ~ 1,15 U; для схемы на рис. 65 в — U„ „ ~ 2,2 U; К. р для схемы на рис. 65 г — UK ~ 1,3 U; где UK — расчетное напряжение конденсатора. Он считается выбранным правильно, если его номинальное напряжение переменного тока равно расчетному или несколько больше его. Из приведенных соотношений следует, что при включении двигателя по схеме (рис. 65 в) рабочее напряжение конденсаторов должно быть почти в два раза больше, чем в остальных схемах. Эту особенность нужно учитывать на практике. Какие типы конденсаторов рекомендуется использовать в качестве рабочих и пусковых? Для таких целей чаще всего применяют бумажные и металлобумажные конденсаторы: КБГ — МН; БГТ, МБГО, МБГП, МБГЧ. Надо знать, что на всех этих конденсаторах, кроме МБГЧ, указывается номинальное напряжение для постоянного тока, а надежная работа их при переменном токе достигается при выборе двукратного и более запаса по напряжению. Только конденсаторы МБГЧ рассчитаны на работу в цепях переменного тока. Поэтому их выбирают по напряжению, ближайшему или большему по отношению к напряжению фазы. Конденсаторы, встраиваемые в сетевые светильники с люминесцентными лампами, тоже можно применять наравне с конденсаторами МБГЧ. В качестве пусковых используют все указанные типы конденсаторов. Нередко, чтобы снизить стоимость, объем и массу емкости, применяют электролитические конденсаторы типа К5019 или, что лучше — ЭП, специально предназначенные для работы в цепях переменного тока, а в крайнем случае — КЭ2Н; К503 и др. с запасом по номинальному напряжению. Все электролитические конденсаторы допускают включение в сеть продолжительностью не более 3 с. Их недопустимо использовать в качестве рабочих, поскольку в цепях переменного тока они быстро разогреваются, выходят из строя, даже взрываясь. Необходимо помнить, что пусковые конденсаторы после отключения от сети длительное время сохраняют напряжение на своих зажимах, создавая в случае прикосновения к ним опасность поражения электрическим током. Эта опасность тем выше, чем больше емкость и напряжение в сети. При ремонте и отладке двигателя следует после каждого отключения конденсатор разряжать, а лучше — припаять параллельно ему резистор сопротивлением 68–75 кОм и мощностью 2 Вт. Несколько слов о монтаже конденсаторов. Их желательно помещать в прочный, закрытый от пыли кожух из диэлектрического материала и крепить к основанию металлическими лентами, помещенными в полихлорвиниловые трубки. Конденсаторы обычно соединяют между собой луженой проволокой, пропущенной в отверстия выводных лепестков. В этом случае места паек не разрушаются изза вибрации станка. Выводы делают разноцветными проводами. Некоторых читателей, конечно же, интересует вопрос: а какая из рассмотренных схем включения трехфазного двигателя в однофазную сеть предпочтительнее? Прежде чем ответить на него, вначале отметим характерные особенности каждой из них. Так, схема, указанная на рис. 65 а, отличается относительно небольшим значением пускового момента и напряжения на конденсаторе. Малый пусковой момент присущ и схеме на рис. 65 б. Достоинства схем на рис. 65 в и г — возможность достижения значительного пускового момента и лучшего использования мощности двигателя. Кажется, все просто, останови свой выбор на той схеме, которая понравилась. Но, оказывается, так произвольно поступать нельзя. Схему включения определяют с учетом напряжения сети и данных двигателя по напряжению. Она будет выбрана правильно, если любая из обмоток статора при номинальной нагрузке окажется под напряжением, равным номинальному или близким к нему. Иначе говоря, фазное напряжение трехфазного двигателя при включении его в однофазную сеть должно сохраниться. Известно, что многие трехфазные ЭД рассчитаны на два линейных напряжения, например 127/220 В или 220/380 В. При меньшем напряжении электрической сети их обмотку соединяют в треугольник, а при большем — в звезду. Отсюда следует, что если питающая сеть имеет напряжение 220 В, то ЭД, выполненный на напряжение 220/380 В включают по схеме на рис. 65 в; двигатель на напряжение 127/220 В в этом случае может быть включен по схеме на рис. 65 а. Только в сеть 127 В его включают по схеме на рис. 65 б. У многих двигателей, выпускавшихся ранее, на зажимах имеется шесть выводов. В настоящее время все чаще встречаются ЭД, у которых обмотки статора соединены звездой или треугольником наглухо и на колодку зажимов выведены только три вывода (начала фаз). В последнем случае можно разобрать ЭД, разъединить междуфазные соединения и сделать три дополнительных вывода. Иногда поступают подругому: двигатель, рассчитанный на напряжение 220 В с тремя выводами и обмоткой статора, соединенной в звезду, подключают к однофазной сети напряжением 220 В по схеме на рис. 65 а, а такой же ЭД с обмоткой, соединенной в треугольник, — по схеме на рис. 65 б. Учитывая, что при пуске Трехфазного двигателя пусковой ток превышает номинальный в 4–8 раз, в некоторых случаях производят снижение его, переключая обмотки статора со схемы треугольника на схему звезды. Делают это с помощью специального переключателя. Одной из особенностей эксплуатации двигателя в однофазной сети является перегрев его обмоток как при длительной перегрузке, так и при длительной недогрузке. Объясняется это тем, что в первом случае первоначально рассчитанная рабочая емкость оказывается слишком малой, а во втором — излишне большой. Поэтому стараются избегать подобных случаев, добиваясь оптимального режима работы двигателя. Одним из способов улучшения эксплуатационных свойств конденсаторного двигателя является применение автоматической регулируемой емкости. К сожалению, подобные устройства довольно сложны, дороги, а поэтому в быту — трудноприменимы. Использование же для этих целей рабочей емкости, состоящей из нескольких секций конденсаторов, подключаемых к двигателю с помощью обычных тумблеров, себя тоже не оправдывает: достаточно забыть вовремя переключить их с учетом ожидаемой нагрузки на двигатель, как он будет выведен из строя в результате перегрева обмоток. В схемах включения конденсаторного двигателя используют обычную аппаратуру управления и защиты: выключатели, кнопки, реле, плавкие предохранители и др. Чтобы дать представление об этом, приведем типовую принципиальную электрическую схему станка, в котором применен трехфазный ЭД с питанием его от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц (рис. 66). Пуск и останов двигателя осуществляется с помощью реле KV, которое управляет кнопками SB2 (Пуск) и SB1 (Останов). При пуске реле KV включается и становится на самопитание, подключая своими контактами ЭД к сети и обеспечивая нулевую защиту, т. е. отключение его при отсутствии напряжения в сети. Защита двигателя от перегрузки производится реле А, которое разрывает пусковую цепь, отключая реле KV. Повторный пуск возможен только после возвращения элементов тепловой защиты реле А в исходное положение. Увеличение пускового момента ЭД происходит за счет подключения контактами реле А конденсатора С1 
параллельно рабочему С2. После разгона ЭД конденсатор С1 отключается. Защитой от коротких замыканий служит предохранитель FU. Реверсирование двигателя производят с помощью переключателя SA, который при среднем положении обеспечивает отключение ЭД от сети. Как понятно из сказанного, в бытовых условиях применяются самые разнообразные электрические двигатели. Чтобы не «заблудиться» в них, суметь выбрать нужный с учетом конкретного электропривода, требуются специальные знания. Успешнее ориентироваться во всем многообразии электрических машин помогают, в частности, сведения о маркировке выводов их обмоток. Например, в двигателях постоянного тока выведенные наружу концы обмоток маркируют буквами: Я — обмотка якоря, К — компенсационная, Д — добавочных полюсов, С — последовательная возбуждения, Ш — параллельная возбуждения, Н — независимая возбуждения, П — пусковая, У — уравнительная обмотка. К буквенным обозначениям добавляют цифры: 1 — начало обмотки, 2 — ее конец. Обмотки машин переменного тока в большинстве случаев располагают на статоре, поэтому их выводы обозначают буквой С. Начала 1, 2 и 3й фаз трехфазной обмотки маркируют соответственно С1, С2, СЗ, а концы этих фаз при открытой схеме — С4, С5, Сб. Выводы фаз обмоток многоскоростных асинхронных ЭД обозначают дополнительно впереди цифрами, указывающими число полюсов обмотки, например 4С1, 4С2, 4СЗ. Выводы статорных обмоток однофазных асинхронных машин мархируют буквой С, а обмоток возбуждения — буквой И. У асинхронных однофазных двигателей эта маркировка выглядит так: С1 — начало главной и В1 — начало вспомогательной обмоток, а С2 и В2 — соответственно их концы. Маркировку выводов наносят на колодку зажимов рядом с ними или непосредственно на выводные провода. В малых машинах, где изза недостатка места буквы и цифры разметить трудно, выводные концы делают разноцветными. Так, в трехфазных асинхронных ЭД начала 1, 2, и 3й фаз показывают соответственно желтым, зеленым и красным цветом. Концы фаз при шести выводах имеют те же цвета, но с добавлением черного. Нулевая точка при соединении фаз в звезду бывает черного цвета. Выводы обмотки, соединенной треугольником — того же цвета, что и начала фаз в открытой схеме. В однофазных асинхронных машинах начала обмоток обозначают: главной — красным цветом, вспомогательной — синим, а их концы — тем же цветом, что и начала, но с добавлением черного цвета. При трех выводах общую точку указывают черным цветом. В малых коллекторных машинах постоянного и переменного тока начала обмоток маркируют следующими цветами: якоря — белым, параллельного возбуждения — зеленым. На их концах к указанным цветам добавляется черный. Что касается выбора двигателя для конкретного привода станка, то это дело не столь простое, как может показаться на первый взгляд. В идеале двигатель должен отвечать предъявленным к нему требованиям буквально по всем параметрам. Конечно, добиться такого идеала практически невозможно, но стремиться к нему нужно. Прежде чем повести об этом речь, приведем еще несколько справочных сведений. Известно, что ЭД, как и любые изделия, выпускаются в соответствии с установленными требованиями. Например, номинальные мощности их, простираясь от нескольких ватт до сотен киловатт, имеют строгую градацию, так называемый ряд. Этот ряд для электрических машин небольшой мощности выглядит так: 0,06; 0,09; 0,12; 0,18; 0,25; 0,37; 0,55; 0,75; 1,1; 1,5; 2,2; 3,0 кВт. А ряд синхронных частот вращения двигателей при частоте сети 50 Гц имеет следующие значения: 500; 750; 1000; 1500 и 3000 мин1. Трехфазные асинхронные двигатели в настоящее время выпускают на номинальные напряжения и схемы соединения статорных обмоток согласно данным, содержащимся в табл. 9. При выборе двигателя прежде всего учитывают, что он должен обеспечить выполнение нужных операций на станке при наименьших затратах электрической энергии. Таблица 9
Что касается напряжения, на которое должен быть расчитан двигатель, то здесь думается, все ясно: местная электросеть диктует свои условия. Однофазная сеть, как правило, имеет напряжение 220 В, а трехфазная — 220/380 В. Значит, и двигатели должны соответствовать ему. Еще встречающиеся однофазные ЭД на напряжение 127 В в этом случае можно питать через трансформаторы и автотрансформаторы, а трехфазные на 127/220 В — включать в сеть согласно приведенным ранее схемам. Важно также, чтобы частота вращения ротора двигателя была как можно ближе к частоте вращения рабочего органа, с которым он соединен. При этом следует отдавать предпочтение высокоскоростным ЭД, поскольку они обычно имеют лучшие характеристики, меньшие габариты и массу, более низкую стоимость. Учитывая, что многие деревообрабатывающие операции выполняются с частотами вращения режущего инструмента порядка 3000 мин1, то и ротор двигателя должен вращаться с такой же частотой. Тихоходные ЭД при этом себя не оправдывают. Дело в том, что при малых оборотах круглые пилы, фрезы, строгальные ножи режут древесину плохо и с низкой производительностью. Увеличение же их оборотов связано с такой редукцией приводных механизмов (шкивов, ремней), при которой выигрыш в скорости неминуемо приводит к проигрышу в оиле. В результате двигатель плохо запускается и останавливается при незначительной нагрузке. Применительно к основным операциям, выполняемым на станках, можно рекомендовать такие частоты вращения рабочих органов, какие указаны в табл. 10. 240 Таблица 10 Частота вращения рабочих органов при различных операциях
Естественно, когда подыскивают нужный двигатель, то обращают внимание на его конструктивное исполнение, способ крепления, размеры, возможность размещения в приводе станка и т. д. Двигатели бывают на лапах, с лапами и фланцевым щитом или только с фланцем. В каждом случае уточняют, как лучше его закрепить. Крепление должно быть надежным, достаточно жестким и вместе с тем допускать регулировку положения ЭД, свободный доступ к нему при обслуживании и ремонте. Подобранный двигатель проверяют по нагреву его корпуса, чтобы предельное превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды не переходило установленных границ. В противном случае стараются улучшить его охлаждение, при надобности применяют дополнительный вентилятор. Температура наружной поверхности большинства двигателей не должна превышать 65°С. Практически ее определяют ладонью, приложенной к его корпусу: при перегреве рука не выдерживает такого прикосновения. Исходя из сказанного, можно рекомендовать для станка «Универсал1» однофазный асинхронный двигатель с конденсаторным пуском мощностью 1,1 кВт и частотой вращения ротора 3000 мин1, а для трехфазной сети — трехфазный ЗД с такими же данными. В настольных малогабаритных конструкциях допустимо использовать мало.дащные двигатели разных типов и характеристик.
Правообладатели статей являются их правообладателями. Вся информация получена из открытых источников. |
|
