•   Środa, 26 stycznia 2022
Narzedzia Warsztatowe

Wszystko o silnikach dwubiegowych

Silniki dwubiegowe są ekonomicznym wyborem dla zastosowań, które wymagają tylko dwóch prędkości, a jednocześnie zmniejszają prawdopodobieństwo awarii. Silniki te są często konstruowane z prędkością roboczą i wolniejszą prędkością dla łatwiejszego rozruchu. Bez konieczności stosowania przemiennika częstotliwości, silniki dwubiegowe mogą napędzać wentylatory, pompy, podnośniki i inne maszyny z dwoma różnymi prędkościami.

Wynalazek silnika o podwójnej prędkości obrotowej

Silniki Dahlandera (znane również jako silniki ze zmiennymi biegunami, silniki dwubiegowe lub dwubiegunowe) są silnikami indukcyjnymi o wielu prędkościach obrotowych, w których prędkość obrotowa zmieniana jest poprzez zmianę liczby biegunów; odbywa się to poprzez zmianę połączeń elektrycznych wewnątrz silnika. W zależności od uzwojenia stojana, silnik może mieć stały lub zmienny moment obrotowy. Został on stworzony przez Roberta Dahlandera (1870-1935), który był również jego twórcą.

Według Roberta Dahlandera, szwedzkiego inżyniera pracującego dla ASEA, przełączanie biegunów w silniku powodowało zmniejszenie jego prędkości obrotowej. On i jego współpracownik Karl Arvid Lindström otrzymali w 1897 r. patent na konstrukcję elektryczną służącą do przełączania biegunów w silniku. Nowe połączenie zostało nazwane "połączeniem Dahlandera", a silnik z takim układem jest znany jako "silnik ze zmiennymi biegunami" lub "silnik Dahlandera".

Zasada działania silników dwubiegowych

Silniki dwubiegowe są przeznaczone do pracy z dwoma, czasami trzema, stałymi prędkościami, które można przełączać w przód i w tył. Względna liczba par biegunów w silniku decyduje o prędkościach. Stanowią one korzystną cenowo alternatywę dla przetwornic częstotliwości, ponieważ mogą pracować z dwoma lub trzema prędkościami w maszynach i instalacjach przemysłowych.

Zalecana zawartość:

Co to są silniki elektryczne i jak działają?

Z silnikiem dwubiegowym, prędkość i moc mogą być łatwo dostosowane do potrzeb aplikacji, co prowadzi do znacznych oszczędności energii. Zużycie energii i emisja CO2 mogą zostać zmniejszone poprzez redukcję prędkości obrotowej silnika.

Typowe zastosowania

  • Wentylatory
  • Dmuchawy
  • Maszyny
  • Wciągniki
  • Przenośniki
  • Pompy

Typowe gałęzie przemysłu

  • Obsługa powietrza
  • Obrabiarki
  • Dźwigi i podnośniki
  • Woda i ścieki

Silniki dwubiegowe z oddzielnym uzwojeniem

Silnik z dwoma uzwojeniami jest zaprojektowany w taki sposób, że na jednym stojanie są w rzeczywistości dwa silniki. Jedno uzwojenie, gdy jest zasilane, nadaje jedną z prędkości. Gdy drugie uzwojenie jest zasilane, silnik zwiększa prędkość, która jest określona przez drugie uzwojenie. W silnikach dwubiegowych stosuje się przełącznik skierowany w stronę cewki wysokiej lub niskiej prędkości. Ty, maszynisto, decydujesz, z jaką prędkością ma pracować silnik.

Ten rodzaj silnika wykorzystuje cewki do wytworzenia dwóch różnych pól magnetycznych, co skutkuje dwiema oddzielnymi prędkościami. Silnik dwubiegowy z dwoma uzwojeniami może być użyty do uzyskania prawie każdej kombinacji normalnych prędkości silnika, a te dwie różne prędkości nie muszą być powiązane ze sobą przez stosunek prędkości 2: 1. Tak więc, silnik dwubiegowy wymagający 1750 obr/min i 1140 obr/min musiałby być silnikiem dwuuzwojeniowym.
 

Silniki trójfazowe dwubiegowe

Istnieje również inny typ silnika, który jest dwubiegowym silnikiem z pojedynczym uzwojeniem. W tym typie silnika musi istnieć stosunek 2:1 pomiędzy niską i wysoką prędkością. Silniki dwubiegowe z pojedynczym uzwojeniem mają konstrukcję zwaną biegunem szeregowym. Silniki te są nawinięte na tę samą prędkość, ale po ponownym podłączeniu uzwojenia, liczba biegunów magnetycznych w stojanie podwaja się, a prędkość silnika zmniejsza się do połowy pierwotnej prędkości. Według systemu DAHLANDER silniki te są wykonane z pojedynczym uzwojeniem. W zależności od zastosowania i wymagań, może być on podany w dwóch alternatywnych wykonaniach:

Zgodnie z systemem DAHLANDER uzwojenia mogą być rozmieszczone w sposób przełączający /YY lub Y/YY. Przy dwóch różnych prędkościach obrotowych zapewnia to różne moce i początkowe współczynniki momentu obrotowego. Ma to szerokie spektrum zastosowania.

Uzwojenia zmiennoprądowe w dwubiegowych silnikach trójfazowych z pojedynczym uzwojeniem

Współpracuje z silnikami elektrycznymi o stosunku biegunów 2:1.

2p=4/2, 1500/3000 obr.

2p=8/4, 750/1500 obr/min.

2p=12/6, 500/1000 obr/min

Silniki dwubiegowe wykorzystują

Zalety i wady silników dwubiegowych

Silniki Dahlander mają tę przewagę nad innymi technologiami regulacji prędkości, takimi jak napędy o zmiennej częstotliwości, że tracą mniej energii. Dzieje się tak dlatego, że silnik zużywa większość energii i nie następuje przełączanie impulsów elektrycznych. W porównaniu z innymi alternatywnymi rozwiązaniami regulacji prędkości, system ten jest znacznie prostszy i łatwiejszy w obsłudze.

Wadą silnika Dahlandera jest natomiast szybkie zużycie mechaniczne w wyniku zmiany prędkości w tak drastycznym stosunku; ten typ połączenia wytwarza również wysokie zniekształcenia harmoniczne podczas zmiany biegunów, ponieważ odległość kątowa pomiędzy generowaną mocą wzrasta wraz ze zmniejszaniem biegunów w silniku; ten typ połączenia wytwarza również wysokie zniekształcenia harmoniczne podczas zmiany biegunów, ponieważ odległość kątowa pomiędzy generowaną mocą wzrasta wraz ze zmniejszaniem biegunów w silniku.
 

✅ Stały moment obrotowy

Obciążenia o stałym momencie obrotowym to obciążenia, w przypadku których wymagany moment obrotowy jest niezależny od prędkości. Ten rodzaj łyżki jest często spotykanym obciążeniem w urządzeniach takich jak przenośniki, pompy wyporowe, wytłaczarki, pompy hydrauliczne, urządzenia pakujące i inne podobne rodzaje obciążeń.

✅ Zmienny moment obrotowy

Drugim rodzajem obciążenia, które znacznie różni się od stałego momentu obrotowego, jest obciążenie generowane przez silnik przez pompy odśrodkowe i dmuchawy. W tym przypadku zapotrzebowanie na moment obrotowy obciążenia zmienia się od niskiej wartości przy niskiej prędkości obrotowej do bardzo wysokiej wartości przy wysokiej prędkości obrotowej.

W przypadku typowego obciążenia o zmiennym momencie obrotowym, podwojenie prędkości obrotowej spowoduje czterokrotne zwiększenie zapotrzebowania na moment obrotowy i 8-krotne zwiększenie zapotrzebowania na moc. Tak więc, przy tego typu obciążeniu, brutalna siła musi być stosowana przy wysokiej prędkości, a przy niskiej prędkości wymagana jest znacznie mniejsza moc i moment obrotowy. Typowy dwubiegowy silnik o zmiennym momencie obrotowym może mieć moc 1 KM przy 1725 i 25 KM przy 850 obr/min.

Charakterystyki wielu pomp, wentylatorów i dmuchaw są takie, że zmniejszenie prędkości obrotowej do połowy powoduje uzyskanie niskiej prędkości obrotowej, co może być niedopuszczalne. Dlatego wiele dwubiegowych silników o zmiennym momencie obrotowym jest produkowanych z kombinacją prędkości 1725/1140 obr/min. Ta kombinacja zapewnia w przybliżeniu połowę wydajności wentylatora lub pompy przy zastosowaniu niskiej prędkości.


FAQ

Naczym polega działanie silnika elektrycznego dwubiegowego?
Silnik dwuzwojeniowy jest tak skonstruowany, że w jednym stojanie są nawinięte dwa silniki. Gdy jedno z uzwojeń jest włączone, wytwarza jedną z prędkości. Kiedy drugie uzwojenie jest aktywowane, silnik zaczyna się obracać z prędkością ustawioną przez drugie uzwojenie.

Ile biegunów ma silnik dwubiegowy?
Przy niskiej prędkości obrotowej jest osiem biegunów, przy wysokiej prędkości obrotowej są cztery bieguny. Przez odwrócenie prądu przez pół fazy liczba biegunów podwaja się.

Wniosek

W porównaniu do innych systemów regulacji prędkości obrotowej, takich jak napędy o zmiennej częstotliwości, silniki dwubiegowe tracą mniej mocy. Wynika to z faktu, że silnik zużywa większość mocy i nie następuje przełączanie impulsów elektrycznych.

Więcej na: http://pomoc-narzedziowa.pl

Zobacz również