Συγκρότηση εργαλειομηχανών CNC

Transcript

1 Συγκρότηση εργαλειομηχανών CNC Μετρητικές διατάξεις θέσης Αισθητήρες Επενεργητές Μηχανισμοί κίνησης Κινητήρες Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC

2 Άδεια Χρήσης Το παρόν υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons και δημιουργήθηκε στο πλαίσιο του Έργου των Ανοικτών Ακαδημαϊκών Μαθημάτων από την Μονάδα Υλοποίησης του ΕΜΠ. Για υλικό που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ

3 Μετρητικά συστήματα θέσης Αμεσα και έμμεσα Αναλογικά και ψηφιακά Απόλυτα βηματικά - ψευδοαπόλυτα MNHMH ΜΟΝΑΔΑΣ ΕΛΕΓΧΟΥ μετρητικό σύστημα ΣΥΣΚΕΥΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗΣ ΔΙΑΤΡΗΤΗΣ ΤΑΙΝΙΑΣ ΠΛΗΚΤΡΟΛΟΓΙΟ ΜΟΝΑΔΑΣ ΕΛΕΓΧΟΥ ΙΔΑΝΙΚΗ ΤΙΜΗ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΤΙΜΗ + - τραπέζι ΟΔΗΓΟΣ ΔΙΣΚΕΤΑΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΕΛΕΓΧΟΥ ΔΙΑΦΟΡΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΣ Η/Υ DNC, PC κλπ κινητήρας Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 2

4 Άμεσο σύστημα μέτρησης θέσης Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 3

5 Έμμεσο σύστημα μέτρησης θέσης Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 4

6 Ψευδοαπόλυτο σύστημα μέτρησης θέσης Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 5

7 Μετρητικά συστήματα θέσης : υλοποίηση Τυπική ανάλυση 1μm Μόνωση από θόρυβο ταλαντώσεις, οπτική παρεμβολή ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή Επαγωγικά, πχ Αναλυτής Inductosyn Φωτοηλεκτρικά Moir Οπτικές κλίμακες Μαγνητικά Συμβολομετρίας laser (μεγαλύτερης ακρίβειας) Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 6

8 Αρχή λειτουργίας αναλυτή (resolver) Ηλεκτρική μηχανή με 2 τυλίγματα στο στάτη σε γωνία π/2 Ο δρομέας τροφοδοτείται με τάση Vr = V sin ωt Επάγει στο στάτη τάσεις : Vs1 = c V sin ωt cos φ Vs2 = c V sin ωt sin φ όπου c ο λόγος μετασχηματισμού στάτη-δρομέα Άρα υπολογίζεται η γωνία φ arctan(vs2 / Vs1)= φ Εναλλακτικά, τροφοδοτείται ο στάτης με τάσεις με διαφορά φάσης π/2 Vs1 = V sin ωt και Vs2 = V sin (ωt - π/2) = V cos ωt Η επαγόμενη συνολική τάση στο δρομέα είναι : Vr=c Vs1 cos φ+c Vs2 cos (π/2-φ)= =Vr = c V sin (ωt - φ) Άρα, υπολογίζεται η γωνία φ από συγκριτή φάσης των Vs1 και Vr Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 7

9 Διαμόρφωση φάσης Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 8

10 Παραλλαγή του αναλυτή Inductosyn Τυλίγματα του δρομέα ακίνητα ανεπτυγμένα υπό τύπο τυπωμένου μαίανδρου από χαλκό επάνω σε μονωτικό υλικό (πχ γυαλί) Δύο (ή περισσότερα) τυλίγματα στάτη επίσης τυπωμένα σε αντίστοιχο υλικό κινούμενα παράλληλα με το δρομέα, Τα δύο τμήματα της συσκευής απέχουν 50 έως 150 μm. Το βήμα του μαίανδρου είναι 2 mm και αντιστοιχεί σε μία πλήρη περιστροφή του αναλυτή. Τα δύο τυλίγματα του στάτη απέχουν μεταξύ τους ακέραιο πολλαπλάσιο ημι-βημάτων. Mέθοδος της διαμόρφωσης φάσης για τον προσδιορισμό της θέσης του κινητού ως προς το σταθερό τμήμα. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 9

11 Inductosyn διαγραμματικά Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 10

12 Inductosyn Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 11

13 Κλίμακες Moiré Φωτοηλεκτρικές συσκευές βηματικού τύπου Είτε περιστροφικής είτε γραμμικής μορφής. Σταθερή κλίμακα φέρει υποδιαιρέσεις - γραμμές με πάχος ίσο με το πάχος του κενού που τις χωρίζει. Κινητή κλίμακα με αντίστοιχες υποδιαιρέσεις. Κλίμακες χαραγμένες σε διαφανές υλικό (γυαλί). Στην κεφαλή ανάγνωσης είναι τοποθετημένη πηγή παράλληλου φωτός (collimator). Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 12

14 ... Το φώς ανάλογα με τη σχετική θέση των κλιμάκων έχει διαφορετική ένταση Με την συνεχή σχετική κίνηση των κλιμάκων η ένταση του φωτός μεταβάλλεται ημιτονοειδώς (κροσσοί Moir ). Η ένταση του φωτός μετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήμα από φωτοκύτταρο. Στην πράξη η κινητή κλίμακα περιλαμβάνει τυπικά 4 ομάδες υποδιαιρέσεων φωτοκύτταρα. Η κάθε ομάδα είναι μετατοπισμένη ως προς την προηγούμενη κατά το 1/4 βήματος υποδιαιρέσεων λ. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 13

15 Οπτικός αισθητήρας μέτρησης θέσης Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 14

16 ... Δημιουργούνται 4 ημιτονοειδείς κυματομορφές με διαφορά φάσης π/4 αφαιρώντας τες ανά δύο αναιρείται η συνεχής συνιστώσα και έχουμε δύο σήματα: S1 = A0 sin φ και S2 = A0 cos φ όπου φ = 2π x / λ και x η διαδρομή του άξονα Μετατροπή των σημάτων σε τετραγωνικούς παλμούς Παλμοί 4 φορές περισσότεροι από τις γραμμές της κλίμακας. Εύκολη προσθαφαίρεση παλμών Κάλυψη αναστροφής της κίνησης (αναστροφή διαφοράς φάσης) λ περιορίζεται από την ακρίβεια κατασκευής σε 8 μm, εφαρμόζεται ηλεκτρονική παρεμβολή για μείωση του Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 15

17 Οπτικοί δίσκοι Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 16

18 Οπτικές δυαδικές κλίμακες Κάθε θέση μέτρησης κωδικοποιείται σε δυαδικό κώδικα (απόλυτο σύστημα) Σε μορφή δίσκου η απόλυτη δυαδική κλίμακα έχει τόσα bits όσες λωρίδες έχει ο δίσκος Κάθε λωρίδα είναι χωρισμένη σε 2 κ+1 κυκλικούς τομείς όπου κ είναι η τάξη του bit στο οποίο αντιστοιχεί η λωρίδα. Οι τομείς είναι εναλλάξ διαφανείς και μαύροι έτσι ώστε να επιτρέπουν ή να αποκλείουν τη διέλευση φωτός. Η τιμή του κάθε τομέα διαβάζεται από φωτοκύτταρο Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 17

19 ... Για παράδειγμα για 3 κυκλικές λωρίδες : η πρώτη λωρίδα αντιστοιχεί σε ανάλυση 360/2 0+1 =180, η δεύτερη λωρίδα αντιστοιχεί σε ανάλυση 360/2 1+1 =90, και η τρίτη λωρίδα αντιστοιχεί σε ανάλυση 360/2 2+1 =45 Επομένως αναγνωρίζονται 8 θέσεις : 45,90,135,180,225,270,315 και 360. Γενικά n λωρίδες δίνουν 2 n διαφορετικές θέσεις. Για 12 λωρίδες που είναι μία τυπική τιμή λαμβάνεται ανάλυση 360 / 2 12 = Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 18

20 Αρχή λειτουργίας οπτικού δίσκου Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 19

21 Gray binary code Βάσει του δυαδικού κώδικα για μετάβαση από μία τιμή σε άλλη αλλάζουν γενικά περισσότερα του ενός bit ταυτόχρονα, πχ σε σύστημα 3-bit ο αριθμός 3 = 011 ενώ ο αριθμός 4 = 100. Ο συγχρονισμός των φωτοκυττάρων είναι συχνά δύσκολος Τότε είναι δυνατό να εκληφθεί μία μεταβατική τιμή ως τελική, πχ η μετάβαση από 3 σε 4 μπορεί να εκληφθεί σαν από 3 σε 7=111. Γι αυτό δημιουργήθηκαν άλλοι κώδικες που επιτρέπουν μετάβαση από μία τιμή στην επόμενη με (προοδευτική) αλλαγή ενός bit. Παράδειγμα είναι ο κώδικας Gray. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 20

22 Με βάση ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΣ ανάλυσης το μήκος της διαδρομής του άξονα και την απαιτούμενη ανάλυση μπορεί να μην είναι πρακτική η εφαρμογή απόλυτης κωδικοποίησης με ανάλογα μεγάλο αριθμό bits Παράδειγμα διαδρομή 1000 mm σε ένα μεσαίου μεγέθους κέντρο κατεργασίας με απαιτούμενη ανάλυση 1 μm απαιτεί 20 bits Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 21

23 Γραμμική παραλλαγή οπτικού δίσκου Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 22

24 Αισθητήρες μέτρησης ταχύτητας Συνήθως πρόκειται για ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα όπου χρησιμοποιούνται ταχογεννήτριες. Κατασκευάζονται με στάτη μόνιμων μαγνητών και δρομέα που περιστρέφεται στο μαγνητικό πεδίο του στάτη. Επάγεται στα τυλίγματα του δρομέα τάση ανάλογη της ταχύτητας περιστροφής πχ από λίγα mv έως λίγα V ανά rpm. Στην τάση εξόδου πάντοτε υπάρχει θόρυβος εναλλασσόμενης τάσης πλάτους έως 5% της τιμής της συνεχούς και θεμελιώδους συχνότητας ανάλογης της ταχύτητας περιστροφής. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 23

25 ... Ακόμη χρησιμοποιούνται και κυκλώματα αναλογικής ή ψηφιακής παραγώγισης της μετρούμενης μετατόπισης. συνήθως για χαμηλές απαιτήσεις απόδοσης η ανάλυση της ταχύτητας με ψηφιακή παραγώγιση είναι 10 φορές χειρότερη της ταχογεννήτρια (με μετατροπέα A/D) η ψηφιακή παραγώγιση υποφέρει από προβλήματα θορύβου όπως και η αναλογική. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 24

26 Άλλοι αισθητήρες Δύναμης Βάσει ηλεκτρομηκυνσιομέτρων Βάσει πιεζοηλεκτρικού φαινομένου Έμμεσα από το ρεύμα του κινητήρα ατράκτου Θερμοκρασίας Δυαδικοί μηχανικοί μικροδιακόπτες, Φωτοκύτταρα πυκνωτικοί αισθητήρες απόστασης κλπ. Θέσης LVDT ανάλυση μm, περιορισμός διαδρομής σε λίγα mm Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 25

27 Επενεργητές - actuators πνευματικοί κύλινδροι για γραμμική κίνηση πεπιεσμένος αέρας και Βαλβίδες, συνήθως ηλεκτρικές αναλογικές ή βηματικές. οριακοί μηχανικοί διακόπτες αν είναι ανάγκη. υδραυλικοί κύλινδροι ακριβέστερος έλεγχος σε όλη τη διαδρομή του εμβόλου μεγαλύτερες δυνάμεις αθόρυβοι προβλήματα συντήρησης Σωληνοειδή (ρελαί) πηνία που έλκουν ή ελευθερώνουν τον οπλισμό τους ανάλογα με την παρουσία ή απουσία ρεύματος μικρές κινήσεις χωρίς συνεχή έλεγχο απλά ή ισχύος μανδαλούμενα ή μη Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 26

28 Μηχανισμοί κίνησης Κοχλίας κίνησης με ανακυκλοφορούντα σφαιρίδια. Χρησιμοποιείται σε εργαλειομηχανές κοπής για την κίνηση τράπεζας ή εργαλειοφορείων Εξάλειψη αξονικής χάρης χρήση σωμάτων κύλισης - σφαιριδίων - που κυκλοφορούν στο σπείρωμα του κοχλία κίνησης πιέζονται και προς τις δύο αξονικές κατευθύνσεις με κάποιο είδος περικοχλίων μεταβλητής δύναμης σύσφιξης-πρότασης, Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 27

29 Περικόχλιο ανακυκλοφορούντων σφαιριδίων Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 28

30 Σερβο-κινητήρες Κινητήρας αυτός καθαυτός με ενσωματωμένο αναλογικό στροφόμετρο και συνήθως με πέδη (φρένο). Το ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου του κινητήρα Μετασχηματιστής τροφοδοσίας του κινητήρα και του ελέγχου του, συμπεριλαμβανομένης διάταξης ανόρθωσης του ρεύματος. Μηχανικός συμπλέκτης με τον φυσικό άξονα κίνησης, με δυνατότητα αποσύμπλεξης για υπερβολικό φορτίο. Πιθανά μετρητικό σύστημα μετατόπισης συνδεδεμένο με τον άξονα κίνησης άμεσα ή έμμεσα. Σε περιστροφικούς άξονες κίνησης συναντώνται κιβώτια σταθερής ή μεταβλητής σχέσης μετάδοσης για καλύτερη εκμετάλλευση των χαρακτηριστικών του κινητήρα. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 29

31 Κύριο ζητούμενο Κινητήρες πρόωσης κάθε αλλαγή στροφών του κινητήρα πρέπει να γίνεται κατά το δυνατό ταχύτερα και χωρίς ταλαντώσεις. υψηλή ακρίβεια και επαναληψιμότητα της κίνησης ανεξάρτητα από τις υπερνικούμενες δυνάμεις οι ταχύτητες κίνησης εν κενώ κατά το δυνατό υψηλότερες. Χρησιμοποιούνται κινητήρες συνεχούς ρεύματος, σύγχρονοι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος και βηματικοί κινητήρες. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 30

32 Κινητήρες συνεχούς ρεύματος 4,6, ή 8 μόνιμοι μαγνητικοί πόλοι στον στάτη. Οι στροφές καθορίζονται με ρύθμιση της τάσης τροφοδοσίας του οπλισμού. Με την αύξηση του φορτίου η φυσική τάση πτώσης των στροφών εξισορροπείται με αύξηση της τάσης οπλισμού. θεωρητικά δίνουν όλη τη μέγιστη ροπή ακόμη και κοντά σε 0 rpm. Στην πράξη όμως υπάρχει όριο μεταγωγής στην ροπή η μέγιστη τιμή της οποίας μειώνεται με την αύξηση των στροφών. Αυτό συμβαίνει ώστε να περιορίζεται το ρεύμα οπλισμού έτσι ώστε να μη δημιουργούνται υπερβολικοί σπινθήρες στις ψήκτρες που οδηγούν και στην καταστροφή του συλλέκτη. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 31

33 ... Παραλλαγή αποτελούν κινητήρες με δρομέα μορφής δίσκου έχουν μικρή ροπή αδράνειας, λόγω μικρής θερμοχωρητικότητας δεν μπορούν να δεχθούν υπερφόρτιση τυπικά δίνουν μέγιστη ροπή 14 Νm και ισχύς 4.5 KW. για μεγαλύτερη ισχύ χρησιμοποιούνται πολλαπλοί δίσκοι στο δρομέα. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 32

34 Σύγχρονοι κινητήρες εναλλασσόμενου Ο στάτης τροφοδοτείται από εναλλασσόμενο ρεύμα σε κατάλληλα διαμορφωμένα τυλίγματα ο δρομέας είναι μαγνητικός τροχός με αριθμό πόλων ίσο με αυτό του στάτη. Ο δρομέας περιστρέφεται με ίδια συχνότητα με αυτή του στρεφόμενου μαγνητικού πεδίου του στάτη συνεπώς η ταχύτητα περιστροφής ελέγχεται με ρύθμιση της συχνότητας πεδίου αυτό αναλαμβάνει ο αντιστροφέας συχνότητας. Η ροπή είναι σταθερή και άρα η ισχύς αυξάνει ανάλογα με τις στροφές. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 33

35 ... Πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τον κινητήρα συνεχούς ρεύματος η έλλειψη συλλέκτη και ψηκτρών (ελαχιστοποιείται η συντήρηση, δεν υπάρχουν όρια μεταγωγής και οι απώλειες είναι μειωμένες). μειωμένες απώλειες σε θερμότητα άρα υψηλότερη διαθέσιμη ισχύς μεγαλύτερες δυνατότητες επιτάχυνσης λόγω συγκριτικά χαμηλότερης ροπής αδράνειας. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 34

36 Βηματικοί κινητήρες Περιστρέφονται κατά ένα βήμα για κάθε παλμό Θεωρητικά, δεν απαιτείται ταχύμετρο και ανάδραση για τον έλεγχο τους Ο έλεγχος της θέσης αλλά και της ταχύτητας γίνεται μέσω αριθμού και ρυθμού παλμών. Δεν χρειάζονται συντήρηση και είναι σχετικά οικονομκοί. Παρόλα αυτά η συχνότητα απόκρισης στους παλμούς οδήγησης έχει όριο και έτσι και οι επιτεύξιμες μέγιστες προώσεις έχουν αντίστοιχο όριο. η μέγιστη ροπή και οι επιταχύνσεις είναι σχετικά χαμηλές. Πιθανή ανεπάρκεια ανάλυσης σε αριθμό βημάτων ανά περιστροφή οπότε είναι πιθανό να απαιτηθεί κιβώτιο μετάδοσης. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 35

37 Διάγραμμα κινητήρα πρόωσης Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 36

38 Κινητήρας πρόωσης Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 37

39 Κινητήρες κύριας ατράκτου κύριο ζητούμενο η εξασφάλιση αρκετής ισχύος και ικανού εύρους στροφών για την εκτέλεση της κατεργασίας η κατά το δυνατόν μικρότερη μεταβολή των στροφών του κινητήρα με τη μεταβολή του φορτίου. συνεχής μεταβολή των στροφών. Χρησιμοποιούνται κυρίως κινητήρες συνεχούς ρεύματος με εξωτερική διέγερση ασύγχρονοι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 38

40 Κινητήρες συνεχούς εξωτ.διέγερσης Έλεγχος των στροφών μέσω του οπλισμού - αντιστοιχεί σε σταθερή ροπή, πεδίου - αντιστοιχεί σε σταθερή ισχύ. για συνδυασμένο έλεγχο οπλισμού - πεδίου απαιτείται ειδικό σύστημα ελέγχου πχ κατά την επιτάχυνση εξασφαλίζει πρώτα μέγιστη ένταση πεδίου (άρα και ροπή) την οποία μειώνει στη συνέχεια και κατά την επιβράδυνση ενεργεί αντίστροφα. φροντίζοντας πάντοτε να μην γίνει υπέρβαση της επιτρεπόμενης έντασης του ρεύματος οπλισμού. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 39

41 ... Υπάρχει όριο μεταγωγής. Η μεταγωγή μπορεί να γίνει με ηλεκτρονικό τρόπο από θυρίστορ ή τρανζίστορ ισχύος Όσο πιό ομαλή είναι η κυματομορφή του ρεύματος τροφοδοσίας που λαμβάνεται από αυτές τις συσκευές τόσο καλύτερη απόδοση και ομαλότερη ροπή δίνει ο κινητήρας. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 40

42 Ασύγχρονοι βραχυκυκλωμένου κλωβού ο δρομέας λειτουργεί σαν δευτερεύον σε στρεφόμενο μετασχηματιστή του οποίο το πρωτεύον είναι ο στάτης που τροφοδοτείται με εναλλασσόμενο. Λόγω επαγωγικής μεταφοράς της ισχύος στο στροφέα δεν απαιτείται συλλέκτης => απλότητα και ευκολία κατασκευής και συντήρησης Έλεγχος στροφών επιτυγχάνεται πρακτικά μόνο μέσω της συχνότητας τροφοδοσίας f και με παράλληλο έλεγχο της τάσης ώστε να μην υπάρχουν μεγάλες απώλειες. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 41

43 ... Σύγχρονη συχνότητα περιστροφής n 0 =f/p f : η συχνότητα του ρεύματος και p : ο αριθμός των μαγνητικών ζευγών. Με αύξηση του φορτίου ο δρομέας περιστρέφεται με n 1 (< n 0 ) rpm Ολίσθηση : s = 1 - (n 0 / n 1 ) Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 42

44 Διάγραμμα κινητήρα ατράκτου Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 43

45 Κινητήρας ατράκτου Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Συγκρότηση Εργαλειομηχανών CNC 44

46 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ