Tasavirtamoottorien käynnistys, suunnanvaihto ja pysäytys

DC-moottorin käynnistäminen ja sen liittäminen suoraan verkkojännitteeseen on sallittua vain pienitehoisille moottoreille. Tässä tapauksessa huippuvirta käynnistyksen alussa voi olla suuruusluokkaa 4 - 6 kertaa nimellisarvo. Merkittävän tehon omaavien tasavirtamoottoreiden suora käynnistys on täysin mahdotonta hyväksyä, koska käynnistysvirta tässä on 15 - 50 kertaa nimellisvirta. Siksi keskisuurten ja suurten moottoreiden käynnistys tapahtuu käynnistysreostaatilla, joka rajoittaa käynnistyksen aikana virran kommutoinnin ja mekaanisen lujuuden sallimiin arvoihin.

Käytä reostaatteja, jotka on valmistettu korkearesistanssisesta langasta tai teipistä jaettuna osiin. Johdot on kytketty kuparipainikkeisiin tai litteisiin koskettimiin siirtymäpisteissä osastosta toiseen. Reostaatin pyörivän varren kupariharja liikkuu koskettimia pitkin. Reostaateilla voi olla muitakin malleja.Rinnakkaisviritysmoottorin käynnistyksen viritysvirta asetetaan normaalia toimintaa vastaavaksi, herätepiiri on kytketty suoraan verkkojännitteeseen, jotta reostaatin jännitehäviö ei aiheuta jännitehäviötä (ks. kuva 1). ).

Normaalin herätevirran tarve johtuu siitä, että moottoria käynnistettäessä tulee kehittää suurin mahdollinen sallittu vääntömomentti Mem, mikä on tarpeen nopean kiihtyvyyden varmistamiseksi. Tasavirtamoottori käynnistetään vähentämällä peräkkäin reostaatin vastusta, yleensä siirtämällä reostaatin vipua reostaatin kiinteästä koskettimesta toiseen ja kytkemällä osat pois päältä; Resistanssin vähentäminen voidaan tehdä myös oikosulkemalla osat kontaktoreilla, jotka aktivoituvat tietyn ohjelman mukaan.

Kun käynnistetään manuaalisesti tai automaattisesti, virta muuttuu maksimiarvosta, joka on 1,8 - 2,5 kertaa nimellisarvo käytön alussa tietylle reostaatin vastukselle minimiarvoksi, joka on 1,1 - 1,5 kertaa nimellisarvo lopussa käytössä ja ennen kuin vaihdat käynnistysreostaatin toiseen asentoon. Ankkurin virta moottorin käynnistämisen jälkeen reostaattiresistanssilla rp on

missä Uc on verkkojännite.

Käynnistyksen jälkeen moottori alkaa kiihdyttää, kunnes back emf E ilmaantuu ja ankkurivirta pienenee. Kun otetaan huomioon, että mekaaniset ominaisuudet n = f1 (Mн) ja n = f2 (II am) ovat käytännössä lineaarisia, niin kiihdytyksen aikana pyörimisnopeus kasvaa lineaarisen lain mukaisesti ankkurivirrasta riippuen (kuva 1). ).

Riisi. 1. DC-moottorin käynnistyskaavio

Aloituskaavio (kuva.1) ankkurin eri vastuksille on segmentti lineaarisia mekaanisia ominaisuuksia. Kun ankkurivirta IХ laskee arvoon Imin, reostaattiosuus, jonka resistanssi r1 kytkeytyy pois päältä ja virta kasvaa arvoon

jossa E1 – EMF ominaisuuden pisteessä A; r1 — irrotetun osan vastus.

Sitten moottoria kiihdytetään jälleen pisteeseen B ja niin edelleen, kunnes se saavuttaa luonnollisen ominaiskäyrän, kun moottori kytketään suoraan jännitteeseen Uc. Käynnistysreostaatit on suunniteltu lämmittämään 4-6 käynnistystä peräkkäin, joten sinun on varmistettava, että käynnistyksen lopussa käynnistysreostaatti poistetaan kokonaan.

Pysäytettynä moottori irrotetaan virtalähteestä ja käynnistysreostaatti kytkeytyy täysin päälle – moottori on valmis seuraavaan käynnistykseen. Jotta vältettäisiin suurten itseinduktio-EMF:ien mahdollisuus, kun virityspiiri katkeaa ja kun se irrotetaan, piiri voidaan sulkea purkausvastuksen suhteen.

Taajuusmuuttajakäytöissä DC-moottorit käynnistetään nostamalla asteittain teholähteen jännitettä siten, että käynnistysvirta pysyy vaadituissa rajoissa tai pysyy suunnilleen vakiona suurimman osan käynnistysajasta. Jälkimmäinen voidaan tehdä ohjaamalla automaattisesti virtalähteen jännitteen muutosprosessia takaisinkytkentäjärjestelmissä.

Käynnistettävät DC-moottorit, joissa on myös sarjaherätys, valmistetaan myös käynnistimillä. Käynnistyskaavio esittää epälineaarisen mekaanisen ominaiskäyrän segmenttejä eri ankkurivastuksille.Käynnistys suhteellisen pienillä tehoilla voidaan tehdä manuaalisesti ja suurilla tehoilla oikosulkemalla käynnistysreostaatin osat kontaktoreilla, jotka laukeavat käytettäessä manuaalisesti tai automaattisesti.

Peruutus – moottorin pyörimissuunnan vaihtaminen – tapahtuu muuttamalla vääntömomentin suuntaa. Tätä varten on tarpeen muuttaa tasavirtamoottorin magneettivuon suuntaa, toisin sanoen vaihtaa kenttä- tai ankkurikäämitystä, kun taas virta toiseen suuntaan kulkee ankkurissa. Kun sekä herätepiiriä että ankkuria vaihdetaan, pyörimissuunta pysyy samana.

Rinnakkaiskenttämoottorin kenttäkäämissä on merkittävä energiavarasto: käämityksen aikavakio on sekuntia suuritehoisilla moottoreilla. Ankkurin käämityksen aikavakio on paljon lyhyempi. Siksi ankkuri vaihdetaan, jotta kääntyminen tapahtuisi mahdollisimman nopeasti. Vain silloin, kun nopeutta ei vaadita, voidaan kääntää kytkemällä herätepiiriä.

Moottoreiden käänteinen heräte voidaan tehdä vaihtamalla joko kenttäkäämiä tai ankkurikäämiä, koska kenttä- ja ankkurikäämien energiavarastot ovat pieniä ja niiden aikavakiot suhteellisen pienet.

Käännettäessä rinnakkaisviritysmoottoria, ankkuri ensin jännitteettömäksi ja moottori pysäytetään mekaanisesti tai kytketään pysähtymään. Viiveen päätyttyä ankkuri kytketään, jos se ei ollut kytkettynä viiveen aikana, ja käynnistetään toiseen pyörimissuuntaan.

Sarjaherätysmoottorin suunnanvaihto tapahtuu samassa järjestyksessä: sammutus - pysäytys - kytkin - käynnistys toiseen suuntaan. Sekaviritysmoottoreissa taaksepäin, ankkuri tai sarjakäämi on kytkettävä rinnakkain.

Jarruttaminen on tarpeen moottoreiden poistumisajan lyhentämiseksi, joka jarrutuksen puuttuessa voi olla liian pitkä, ja toimilaitteiden kiinnittämiseksi tiettyyn asentoon. Mekaaniset jarrut DC-moottorit valmistetaan yleensä sijoittamalla jarrupalat jarrulevylle. Mekaanisten jarrujen haittana on, että jarrutusmomentti ja jarrutusaika riippuvat satunnaisista tekijöistä: öljyn tai kosteuden tunkeutumisesta jarrulevyyn ja muista. Siksi tällaista jarrutusta käytetään, kun aikaa ja jarrutusmatkaa ei ole rajoitettu.

Joissakin tapauksissa alhaisella nopeudella suoritetun alustavan sähköisen jarrutuksen jälkeen on mahdollista pysäyttää mekanismi tarkasti (esimerkiksi nosto) tiettyyn asentoon ja kiinnittää sen asento tiettyyn paikkaan. Tällaista pysäytystä käytetään myös hätätilanteissa.

Sähköjarrutus saa riittävän tarkan tarvittavan jarrutusmomentin, mutta ei voi taata mekanismin kiinnittymistä tiettyyn paikkaan. Siksi sähköistä jarrutusta täydennetään tarvittaessa mekaanisella jarrutuksella, joka tulee voimaan sähköisen jarrutuksen päätyttyä.

Sähköjarrutus tapahtuu, kun virta kulkee moottorin EMF:n mukaan. On kolme tapaa lopettaa.

Jarruttavat DC-moottorit energialla palaavat verkkoon.Tässä tapauksessa EMF:n E on oltava suurempi kuin virtalähteen US jännite ja virta kulkee EMF:n suuntaan, joka on generaattorin tilavirta. Varastoitu kineettinen energia muunnetaan sähköenergiaksi ja palautetaan osittain verkkoon. Kytkentäkaavio näkyy kuvassa. 2, a.

Riisi. 2. Tasavirtamoottoreiden sähköisen jarrutuksen kaaviot: I — energian palautuksella verkkoon; b — vastustaen; c — dynaaminen jarrutus

Tasavirtamoottorin pysäyttäminen voidaan tehdä, kun syöttöjännite laskee niin, että Uc <E, sekä kun nostimen kuormia lasketaan ja muissa tapauksissa.

Peruutusjarrutus suoritetaan kääntämällä pyörivä moottori vastakkaiseen pyörimissuuntaan. Tässä tapauksessa EMF E ja ankkurin jännite Uc lisätään, ja virran I rajoittamiseksi on sisällytettävä vastus, jolla on alkuvastus.

jossa Imax on suurin sallittu virta.

Pysähtymiseen liittyy suuria energiahäviöitä.

Tasavirtamoottoreiden dynaaminen jarrutus suoritetaan, kun vastus rt on kytketty pyörivän kiihdytetyn moottorin liittimiin (kuva 2, c). Varastoitu kineettinen energia muunnetaan sähköenergiaksi ja haihdutetaan ankkuriin lämpönä. Tämä on yleisin ripustusmenetelmä.

Piirit DC-moottorin päällekytkemiseksi rinnakkaisella (riippumattomalla) herätyksellä: a — moottorin kytkentäpiiri, b — kytkentäpiiri dynaamisen jarrutuksen aikana, c — vastavirtapiiri.