Pornirea, inversarea și oprirea motoarelor de curent continuu

Pornirea unui motor de curent continuu, conectarea lui direct la tensiunea de rețea este permisă numai pentru motoarele de putere mică. În acest caz, curentul de vârf la începutul pornirii poate fi de ordinul a 4 - 6 ori nominal. Pornirea directă a motoarelor de curent continuu cu putere semnificativă este complet inacceptabilă, deoarece curentul de pornire aici va fi egal cu 15 - 50 de ori curentul nominal. Prin urmare, pornirea motoarelor de putere medie și mare se realizează cu ajutorul unui reostat de pornire, care limitează curentul în timpul pornirii la valorile admise pentru comutație și rezistență mecanică.

Rulați reostate din sârmă sau bandă de înaltă rezistență împărțite în secțiuni. Firele sunt conectate la butoane de cupru sau contacte plate la punctele de tranziție de la o secțiune la alta. Peria de cupru de pe brațul rotativ al reostatului se deplasează de-a lungul contactelor. Reostatele pot avea alte modele.Curentul de excitație la pornirea motorului cu excitație paralelă este setat corespunzător funcționării normale, circuitul de excitație este conectat direct la tensiunea de rețea, astfel încât să nu existe o cădere de tensiune din cauza căderii de tensiune în reostat (vezi Fig. 1). ).

Necesitatea unui curent de excitație normal se datorează faptului că la pornirea motorului trebuie dezvoltat cel mai mare cuplu admisibil posibil Mem, care este necesar pentru a asigura o accelerație rapidă. Pornirea unui motor de curent continuu se face prin reducerea succesivă a rezistenței reostatului, de obicei prin deplasarea pârghiei reostatului de la un contact fix al reostatului la altul și oprirea secțiunilor; reducerea rezistenței se poate face și prin scurtcircuitarea secțiunilor cu contactoare care sunt activate după un program dat.

La pornirea manuală sau automată, curentul se modifică de la o valoare maximă egală cu 1,8 - 2,5 ori valoarea nominală la începutul funcționării pentru o anumită rezistență a reostatului la o valoare minimă egală cu 1,1 - 1,5 ori valoarea nominală la sfârșit. în funcţionare şi înainte de trecerea în altă poziţie a reostatului de pornire. Curentul de armătură după pornirea motorului cu rezistență reostat rp este

unde Uc este tensiunea liniei.

După pornire, motorul începe să accelereze până când apare FEM E inversă și curentul de armătură scade. Având în vedere că caracteristicile mecanice n = f1 (Mн) și n = f2 (II am) sunt practic liniare, atunci în timpul accelerației se va produce o creștere a vitezei de rotație după o lege liniară în funcție de curentul de armătură (Fig. 1). ).

Orez. 1. Diagrama de pornire a motorului de curent continuu

Diagrama de pornire (Fig.1) pentru diferite rezistențe în armătură este un segment de caracteristici mecanice liniare. Când curentul de armătură IХ scade la valoarea Imin, secțiunea reostat cu rezistența r1 este oprită și curentul crește la valoarea

unde E1 — EMF în punctul A al caracteristicii; r1 — rezistența secțiunii deconectate.

Motorul este apoi accelerat din nou până la punctul B și așa mai departe până când atinge caracteristica naturală când motorul este comutat direct la tensiunea Uc. Reostatele de pornire sunt proiectate să se încălzească pentru 4-6 porniri la rând, așa că trebuie să vă asigurați că la sfârșitul pornirii reostatul de pornire este complet îndepărtat.

Când este oprit, motorul este deconectat de la sursa de alimentare și reostatul de pornire pornește complet - motorul este pregătit pentru următoarea pornire. Pentru a elimina posibilitatea apariției EMF-urilor de auto-inducție mari atunci când circuitul de excitație este întrerupt și când este deconectat, circuitul poate fi închis la rezistența de descărcare.

La variatoarele de viteză, motoarele de curent continuu sunt pornite prin creșterea treptată a tensiunii sursei de alimentare, astfel încât curentul de pornire să fie menținut în limitele cerute sau să rămână aproximativ constant pentru cea mai mare parte a timpului de pornire. Acesta din urmă se poate realiza prin controlul automat al procesului de schimbare a tensiunii sursei de alimentare în sistemele de feedback.

Pornirea motoarelor de curent continuu cu excitație în serie, fabricate și cu ajutorul demaroarelor. Diagrama de pornire reprezintă segmentele caracteristicii mecanice neliniare pentru diferite rezistențe de armătură.Pornirea la puteri relativ mici se poate face manual, iar la puteri mari prin scurtcircuitarea secțiunilor reostatului de pornire cu contactoare care se declanșează la acționarea manuală sau automată.

Marșarierul — schimbarea direcției de rotație a motorului — se face prin schimbarea direcției cuplului. Pentru a face acest lucru, este necesar să schimbați direcția fluxului magnetic al motorului de curent continuu, adică să comutați câmpul sau înfășurarea armăturii, în timp ce curentul în cealaltă direcție va curge în armătură. La comutarea atât a circuitului de excitație, cât și a armăturii, sensul de rotație va rămâne același.

Înfășurarea în câmp a unui motor cu câmp paralel are o rezervă de energie semnificativă: constanta de timp a înfășurării este de secunde pentru motoarele de mare putere. Constanta de timp a înfășurării armăturii este mult mai scurtă. Prin urmare, pentru a face virajul cât mai repede posibil, ancora este comutată. Numai acolo unde nu este necesară o viteză, inversarea poate fi efectuată prin comutarea circuitului de excitație.

Excitarea reversibilă a motoarelor se poate face prin comutarea fie a înfășurării de câmp, fie a înfășurării armăturii, deoarece rezervele de energie din înfășurările de câmp și armături sunt mici și constantele lor de timp sunt relativ mici.

La inversarea unui motor cu excitație paralelă, armătura este mai întâi dezactivată și motorul este oprit mecanic sau comutat în oprire. După încheierea întârzierii, armătura este comutată, dacă nu a fost cuplată în timpul întârzierii, și se face o pornire în celălalt sens de rotație.

Inversarea unui motor cu excitație în serie se face în aceeași secvență: oprire — oprire — comutare — pornire în cealaltă direcție. La motoarele cu excitație mixtă în sens invers, armătura sau înfășurarea în serie trebuie comutată împreună cu paralela.

Frânarea este necesară pentru a reduce timpul de rulare al motoarelor, care în absența frânării poate fi inacceptabil de lung, și pentru a fixa actuatoarele într-o anumită poziție. Motoarele de curent continuu cu frânare mecanică sunt de obicei fabricate prin plasarea plăcuțelor de frână pe discul de frână. Dezavantajul frânelor mecanice este că momentul de frânare și timpul de frânare depind de factori aleatori: pătrunderea uleiului sau a umezelii în discul de frână și altele. Prin urmare, o astfel de frânare este utilizată atunci când timpul și distanța de oprire nu sunt limitate.

În unele cazuri, după frânarea electrică preliminară la viteză mică, este posibil să opriți cu precizie mecanismul (de exemplu, ridicarea) într-o anumită poziție și să-i fixați poziția într-un anumit loc. O astfel de oprire este folosită și în situații de urgență.

Frânarea electrică asigură obținerea suficient de precisă a momentului de frânare necesar, dar nu poate asigura fixarea mecanismului într-un loc dat. Prin urmare, frânarea electrică, dacă este necesar, este completată de o frânare mecanică, care are efect după terminarea frânării electrice.

Frânarea electrică are loc atunci când curentul circulă în funcție de EMF al motorului. Există trei moduri de a opri.

Frânarea motoarelor de curent continuu cu retur de energie în rețea.În acest caz, EMF E trebuie să fie mai mare decât tensiunea sursei de alimentare US și curentul va curge în direcția EMF, fiind curentul de mod al generatorului. Energia cinetică stocată va fi convertită în energie electrică și parțial returnată în rețea. Schema de conectare este prezentată în fig. 2, a.

Orez. 2. Scheme de frânare electrică a motoarelor de curent continuu: I — cu retur de energie în rețea; b — cu opoziție; c — frânare dinamică

Oprirea motorului de curent continuu se poate face atunci când tensiunea de alimentare scade astfel încât Uc <E, precum și atunci când sarcinile dintr-un palan sunt coborâte și în alte cazuri.

Frânarea inversă se realizează prin comutarea motorului rotativ în sens invers de rotație. În acest caz, se adaugă EMF E și tensiunea Uc din armătură, iar pentru a limita curentul I trebuie inclus un rezistor cu o rezistență inițială.

unde Imax este cel mai mare curent admisibil.

Oprirea este asociată cu pierderi mari de energie.

Frânarea dinamică a motoarelor de curent continuu se efectuează atunci când rezistorul rt este conectat la bornele motorului excitat rotativ (Fig. 2, c). Energia cinetică stocată este convertită în energie electrică și disipată în armătură sub formă de căldură. Aceasta este cea mai comună metodă de suspendare.

Circuite pentru pornirea unui motor de curent continuu cu excitație paralelă (independentă): a — circuit de comutare a motorului, b — circuit de comutare în timpul frânării dinamice, c — circuit de opoziție.