מתג צנטריפוגלי הוא מתג חשמלי המצוי בדרך כלל ב מנועי אינדוקציה של שלב האות ומנועי אינדוקציה שלבים מפוצלים. פטנט למתג הצנטריפוגלי הוענק לרויאל לי במהלך שנות העשרים. מתג זה משמש כדי לספק פעולת מיתוג מבוקרת הנדרשת במנועים כאשר נוצר מהירות מנוע מוגדרת. מוקדם יותר, לפני המצאת מתג זה, כדי לפשט את תכנון מנועי המתגים היו ממוקמים בתוך מסגרת המנוע. תכנון זה היה מאוד לא מספק מכיוון שהוא הוביל להצטברות של נפט, אבק ושומן במתגים האלה. זה בתורו הפך את פעולת הקשר לא אמינה.
מהו מתג צנטריפוגלי?
מתג צנטריפוגלי פועל על פי העיקרון של כוח צנטריפוגלי. זהו מתג חשמלי. מתגים אלה תוכננו במיוחד עבור מנועי אינדוקציה חד פאזיים ומפוצלים. מתג הצנטריפוגלי ידוע בכינויו 'מצמד' מכיוון שהעבודה שלו דומה לזו של מצמד צנטריפוגלי המשמש במכוניות.
תרשים
מתג צנטריפוגלי אופייני מורכב משני חלקים-
- מנגנון צנטריפוגלי המותקן על פיר מנוע.
- מתג נייח קבוע.
מתג צנטריפוגלי
מנגנון הצנטריפוגלי המותקן על ציר המנוע מסתובב יחד עם הציר ומחובר למתג הנייח באמצעות מגעים חשמליים כדי לשלוט במעגל ההתחלה במנוע האינדוקציה.
עקרון עבודה
כפי שאותו אומר, מתג זה פועל על פי העיקרון של כח צנטריפוגלי זהו כוח פיקטיבי הפועל על הגופים המסתובבים.
על פי מכניקת ניוטון, כאשר גוף נע בתנועה מעגלית, נוצר כוח ממרכז המעגל הנוטה להרחיק את הגוף מהמרכז. כוח זה מכונה כוח צנטריפוגלי. הוא נוצר עקב האינרציה של הגוף. כוח זה פועל על הגוף ומרחיק אותו מהמרכז. עיקרון זה משמש גם במכונות כביסה.
מתג צנטריפוגלי במנועי אינדוקציה
כדי להבין את פעולתו של מתג זה במנועי אינדוקציה הבה נבין תחילה את המודל של מנועי אינדוקציה. מנועי אינדוקציה מורכבים ממסלול סטטור יחיד ומתפתל עזר. זרם זרם זרם חד פאזי מוחל על סלילת הסטטור. אך סליל הסטטור היחיד אינו יכול לייצר מספיק שדה מסתובב הנדרש ליצירת מומנט התחלתי. לפיכך, מסופק סלילה עזר.
סלילה עזר זו מייצרת שדה שאינו בשלבים עם השדה שנוצר על ידי סלילת סטטור. לפיכך, השדה המתקבל מייצר מומנט התחלתי ומתניע את המנוע. לאחר הפעלת המנוע, הרוטור מגדיר שדה פועם שאינו כולל את הסטטור שהוגש.
כאשר מהירות המנוע מגיעה לאחוז מוגדר מהמהירות הסינכרונית, יש לנתק את המעגל המניע את סלילת העזר. זה המקום בו מתג הצנטריפוגלי נכנס לתמונה עבור מנועי אינדוקציה. כאן מתג צנטריפוגלי עוזר לפתוח את המעגל ולנתק את סליל העזר.
הפונקציה של מתג הצנטריפוגלי במנועי אינדוקציה
הבה נבחן כיצד מתג הצנטריפוגלי פועל במנוע אינדוקציה. מנגנון הצנטריפוגלי המותקן על פירי המנוע מורכב מתבנית קפיצית עם משקולות מכוילות המחוברות לבסיסה הנתמכת על ידי לוח פלדה. אנשי הקשר של המתג סגורים כדי לספק לפיתול העזר את הכוח הדרוש לייצור מומנט ההתחלה.
כאשר הרוטור מסתובב, המשקלים המכוילים חווים כוח צנטריפוגלי. במהירות מסוימת כאשר כוח זה מתגבר על כוח הקפיץ של הדיסק, מגעי המתג נפתחים עקב הכוח הצנטריפוגלי. כאן המשקולות מתרחקות מציר הרוטור ובכך מנתקות את סליל העזר מהמעגל.
בנקודת ההפעלה הקריטית ניתן לראות שלושה גורמים:
- כוח הקפיץ מצטמצם בקצב ליניארי.
- כוח הצנטריפוגלי גדל בקצב פרופורציונאלי למהירות הרוטור.
- רדיוס המשקולות גדל
איך לבדוק?
מתג צנטריפוגלי אידיאלי צריך לעמוד בתנאים הבאים: -
- הפעולה צריכה להיות אחידה לאורך כל מחזור החיים שלה.
- מספר חלקי הציוד צריך להיות מינימלי מפשטות העיצוב ועלות הייצור הנמוכה.
- צריך להיות מרכיבי חיכוך זניחים.
- יחס הגזירה / הגזרה צריך להיות משתנה בקלות מבלי לגרום לשינויים משמעותיים בתכנון.
מכיוון שיחידת המגע של המתג נמצאת בחלק החיצוני של מסגרת המנוע, המתג נגיש בקלות. כך שניתן לבדוק, לנקות אותו ולהחליף אותו מבלי לפרק את מסגרת המנוע.
יישומים
מתג זה משמש גם במערכות שבהן איתור מהירות במערכות חיוני להגנה ולפעולה תקינה של המכשיר. חלק מהיישומים של מתג הצנטריפוגלי הם כדלקמן:
- הגנה על מהירות יתר במנועים, גנרטורים , וכו..
- משמש ב מנועי DC , מסועים, מדרגות נעות, מעליות וכו '.
- אלה משמשים גם לגילוי מהירות נמוכה במכשירים כגון מפוחים, מאווררים כמו גם מסועים.
- משמש גם במערכות בהן אובדן המהירות עלול להוביל לפגיעה בהתקנים, לאיבוד חומרי.
בהשוואה למתגים ששימשו קודם לאותה מטרה, מתג הצנטריפוגלי מספק אמינות מגע טובה. מכיוון שמתג זה אינו קיים בתוך מסגרת המנוע, הוא מבודד מלכלוך, שומן ושמן אשר בדרך כלל נכנס למסגרת המנוע באמצעות זרמי אוויר. מהן יחידות הכוח הצנטריפוגלי?
