Spustenie, reverzácia a zastavenie jednosmerných motorov

Spustenie jednosmerného motora a jeho priame pripojenie k sieťovému napätiu je prípustné len pre motory s nízkym výkonom. V tomto prípade môže byť špičkový prúd na začiatku štartu rádovo 4-6 násobok nominálnej hodnoty. Priame spustenie jednosmerných motorov so značným výkonom je úplne neprijateľné, pretože štartovací prúd tu bude rovný 15 - 50-násobku menovitého prúdu. Preto sa štartovanie motorov stredného a veľkého výkonu vykonáva pomocou štartovacieho reostatu, ktorý obmedzuje prúd pri štartovaní na hodnoty prípustné pre komutáciu a mechanickú pevnosť.

Spustite reostaty vyrobené z vysoko odolného drôtu alebo pásky rozdelené do sekcií. Drôty sú pripojené k medeným gombíkom alebo plochým kontaktom v miestach prechodu z jednej sekcie do druhej. Medená kefa na otočnom ramene reostatu sa pohybuje pozdĺž kontaktov. Reostaty môžu mať iný dizajn.Budiaci prúd pri štarte motora s paralelným budením je nastavený zodpovedajúci bežnej prevádzke, budiaci obvod je pripojený priamo na sieťové napätie, aby nedochádzalo k poklesu napätia v dôsledku poklesu napätia na reostate (pozri obr. 1). ).

Potreba normálneho budiaceho prúdu je spôsobená tým, že pri štartovaní motora treba vyvinúť čo najväčší prípustný krútiaci moment Mem, ktorý je potrebný na zabezpečenie rýchlej akcelerácie. Spustenie jednosmerného motora sa vykonáva postupným znižovaním odporu reostatu, zvyčajne pohybom páky reostatu z jedného pevného kontaktu reostatu na druhý a vypnutím sekcií; zníženie odporu je možné vykonať aj skratovaním sekcií so stýkačmi, ktoré sa aktivujú podľa daného programu.

Pri manuálnom alebo automatickom spustení sa prúd zmení z maximálnej hodnoty rovnajúcej sa 1,8 - 2,5 násobku menovitej hodnoty na začiatku prevádzky pre daný odpor reostatu na minimálnu hodnotu rovnajúcu sa 1,1 - 1,5 násobku menovitej hodnoty na konci v prevádzke a pred prepnutím do inej polohy štartovacieho reostatu. Prúd kotvy po spustení motora s odporom reostatu rp je

kde Uc je sieťové napätie.

Po zapnutí sa motor začne zrýchľovať, až kým nenastane spätné emf E a nezníži sa prúd kotvy. Vzhľadom na to, že mechanické charakteristiky n = f1 (Mн) a n = f2 (II am) sú prakticky lineárne, potom pri zrýchlení dôjde k zvýšeniu rýchlosti otáčania podľa lineárneho zákona v závislosti od prúdu kotvy (obr. 1). ).

Ryža. 1. Schéma štartovania jednosmerného motora

Štartovací diagram (obr.1) pre rôzne odpory v kotve je segment lineárnych mechanických charakteristík. Keď prúd kotvy IХ klesne na hodnotu Imin, sekcia reostatu s odporom r1 sa vypne a prúd sa zvýši na hodnotu

kde E1 — EMF v bode A charakteristiky; r1 — odpor odpojenej časti.

Potom sa motor opäť zrýchli do bodu B a tak ďalej, kým nedosiahne prirodzenú charakteristiku, keď sa motor prepne priamo na napätie Uc. Štartovacie reostaty sú určené na zahriatie na 4-6 štartov za sebou, takže sa musíte uistiť, že na konci štartu je štartovací reostat úplne odstránený.

Po zastavení je motor odpojený od zdroja energie a štartovací reostat sa naplno zapne — motor je pripravený na ďalší štart Aby sa eliminovala možnosť veľkých samoindukčných EMF pri prerušení a odpojení budiaceho obvodu, obvod môže byť uzavretý na vybíjací odpor.

V pohonoch s premenlivými otáčkami sa jednosmerné motory spúšťajú postupným zvyšovaním napätia zdroja energie tak, aby sa rozbehový prúd udržal v požadovaných medziach alebo zostal približne konštantný po väčšinu času rozbehu. Posledne menované je možné dosiahnuť automatickým riadením procesu zmeny napätia zdroja energie v spätnoväzbových systémoch.

Štartovacie jednosmerné motory so sériovým budením vyrábané aj pomocou štartérov. Schéma rozbehu predstavuje segmenty nelineárnej mechanickej charakteristiky pre rôzne odpory kotvy.Štartovanie pri relatívne nízkych výkonoch je možné vykonať ručne a pri vysokých výkonoch skratovaním sekcií štartovacieho reostatu pomocou stýkačov, ktoré sa spúšťajú pri manuálnom alebo automatickom ovládaní.

Reverzácia - zmena smeru otáčania motora - sa vykonáva zmenou smeru krútiaceho momentu. K tomu je potrebné zmeniť smer magnetického toku jednosmerného motora, to znamená prepnúť vinutie poľa alebo kotvy, pričom v kotve bude prúdiť prúd v opačnom smere. Pri prepínaní budiaceho obvodu aj kotvy zostane smer otáčania rovnaký.

Budiace vinutie motora s paralelným poľom má značnú energetickú rezervu: časová konštanta vinutia je v sekundách pre motory s vysokým výkonom. Časová konštanta vinutia kotvy je oveľa kratšia. Preto, aby sa zákruta vykonala čo najrýchlejšie, kotva sa prehodí. Iba tam, kde nie sú potrebné otáčky, je možné vykonať reverzáciu prepnutím budiaceho obvodu.

Reverzibilné budenie motorov je možné vykonať spínaním buď budiaceho vinutia alebo vinutia kotvy, pretože energetické rezervy v budiacom a vinutí kotvy sú malé a ich časové konštanty sú relatívne malé.

Pri reverzácii motora s paralelným budením sa kotva najskôr odpojí od napätia a motor sa mechanicky zastaví alebo prepne do zastavenia. Po skončení oneskorenia sa zopne kotva, ak nebola počas oneskorenia zopnutá a vykoná sa štart v opačnom smere otáčania.

Reverzácia motora so sériovým budením sa vykonáva v rovnakom poradí: vypnutie — zastavenie — prepnutie — štart v opačnom smere. V motoroch so zmiešaným budením v opačnom smere musí byť kotva alebo sériové vinutie spínané spolu s paralelným.

Brzdenie je potrebné na skrátenie doby dobehu motorov, ktorá pri absencii brzdenia môže byť neprijateľne dlhá, a na upevnenie ovládačov v určitej polohe. Mechanické brzdové jednosmerné motory sa zvyčajne vyrábajú umiestnením brzdových doštičiek na brzdový kotúč. Nevýhodou mechanických bŕzd je, že brzdný moment a doba brzdenia závisia od náhodných faktorov: prienik oleja alebo vlhkosti do brzdového kotúča a iné. Preto sa takéto brzdenie používa vtedy, keď čas a brzdná dráha nie sú obmedzené.

V niektorých prípadoch je možné po predbežnom elektrickom brzdení pri nízkej rýchlosti presne zastaviť mechanizmus (napríklad zdvihnutie) v danej polohe a zafixovať jeho polohu na určitom mieste. Takáto zastávka sa používa aj v núdzových situáciách.

Elektrické brzdenie poskytuje dostatočne presné získanie potrebného brzdného momentu, ale nedokáže zabezpečiť upevnenie mechanizmu v danom mieste. Preto je elektrické brzdenie v prípade potreby doplnené o mechanické brzdenie, ktoré sa prejaví po skončení elektrického.

K elektrickému brzdeniu dochádza, keď prúd tečie podľa EMF motora. Existujú tri spôsoby, ako zastaviť.

Brzdenie jednosmerných motorov s návratom energie do siete.V tomto prípade musí byť EMF E väčšie ako napätie napájacieho zdroja US a prúd bude tiecť v smere EMF, čo je režimový prúd generátora. Uložená kinetická energia sa premení na elektrickú energiu a čiastočne sa vráti do siete. Schéma zapojenia je znázornená na obr. 2, a.

Ryža. 2. Schémy elektrického brzdenia jednosmerných motorov: I — s návratom energie do siete; b — s odporom; c – dynamické brzdenie

Zastavenie jednosmerného motora je možné vykonať pri poklese napájacieho napätia tak, že Uc <E, ako aj pri znížení záťaže v kladkostroji av iných prípadoch.

Spätné brzdenie sa vykonáva prepnutím rotujúceho motora v opačnom smere otáčania. V tomto prípade sa pripočíta EMF E a napätie Uc v kotve a na obmedzenie prúdu I je potrebné zahrnúť odpor s počiatočným odporom.

kde Imax je najvyšší povolený prúd.

Zastavenie je spojené s veľkými stratami energie.

Dynamické brzdenie jednosmerných motorov sa vykonáva, keď je rezistor rt pripojený na svorky rotujúceho budeného motora (obr. 2, c). Uložená kinetická energia sa premení na elektrickú energiu a rozptýli sa v kotve ako teplo. Toto je najbežnejší spôsob zavesenia.

Obvody na zapínanie jednosmerného motora s paralelným (nezávislým) budením: a — obvod spínania motora, b — spínací obvod pri dynamickom brzdení, c — opozičný obvod.