Електрически вал и приложението му в електрическото задвижване на металорежещи машини - Училище за електротехник
Статията разглежда устройството, принципа на действие и примери за използване на електрически системи за синхронно въртене (електрически вал) в металообработващи машини и инсталации.
Нека приемем, че два вала, които не са механично свързани помежду си, трябва да се въртят със същата скорост, без да се въртят един спрямо друг. За да се осигури такова синхронно и фазово въртене с двигатели D1 и D2, които въртят съответно валове I и II (фиг. 1), свържете спомагателни асинхронни машини А1 и А2 с фазови ротори. Роторните намотки на тези машини са свързани помежду си в обратна посока.
Ако скоростите на въртене на двете машини и позициите на техните ротори са еднакви, тогава електродвижещите сили, индуцирани в намотките на роторите на машини А1 и А2, са равни и насочени една към друга (фиг. 2, а), и токът в роторната верига не тече.
Да приемем, че посоката на въртене на полето на спомагателните машини съвпада с посоката на въртене на техните ротори. Когато въртенето на машината А2 се забави, нейният ротор ще изостане зад ротора А1, в резултат на което e. и т.н. Ep2, индуциран в роторната намотка, ще се измести във фаза към аванса (фиг. 2, b) и в роторната верига на машини A1 и A2 под действието на векторната сума на e. и т.н. E, изравняващият се ток I се появява .
Фигура: 1. Схема на синхронна комуникация
Фигура: 2. Векторни диаграми на синхронната комуникационна система
Текущият вектор ще изоставам от вектора e. и т.н. E с ъгъл φ. Проекцията на текущия вектор I върху вектора e. и т.н. Ep2 съвпада с този вектор по посока. Проекцията на текущия вектор върху вектора e. и т.н. Er1 е насочен към него. От това следва, че машината А2 ще работи в режим двигател, а машината А1 - в режим генератор. В този случай валът на машина А2 ще получи ускорение, а валът на машина А1 ще се забави. По този начин машините ще развият моменти, които възстановяват синхронното въртене на валове I и II и предишното координирано положение в пространството на роторите на машини A1 и A2. Роторите на тези машини могат да се въртят както в посоката на въртене на полето, така и в обратната посока.
Тази система се нарича електрическа синхронна система на въртене. Нарича се още електрическа шахта. Системата за синхронно въртене може да замени например оловни винтове в стругове за рязане на винтове.
Тъй като захранващите вериги на металорежещите машини, в сравнение с веригите на основното движение, обикновено консумират малко енергия, може да се използва по-проста схема на синхронно въртене за синхронизиране на основното движение с подаването (фиг. 3). В този случай е неизбежно постоянно несъответствие между позициите на роторите на машини А1 и А2, без което няма да има ток в роторната верига на машина А2 и няма да може да преодолее момента на силите на съпротивление на захранваща верига. Тъй като машината А2 получава захранване от статора и ротора, тази система на електрически вал изисква шестопроводна връзка към двигателя, монтирана в много случаи на движеща се машинна единица, конвенционално показана на фигурата с пунктирана линия.