Pokretanje, reverziranje i zaustavljanje istosmjernih motora

Pokretanje istosmjernog motora, izravno spajanje na mrežni napon dopušteno je samo za motore male snage. U tom slučaju vršna struja na početku pokretanja može biti 4-6 puta veća od nazivne. Izravno pokretanje istosmjernih motora velike snage potpuno je neprihvatljivo, budući da će početna struja ovdje biti jednaka 15 - 50 puta većoj od nazivne struje. Stoga se pokretanje motora srednje i velike snage provodi pomoću startnog reostata, koji ograničava struju tijekom pokretanja na vrijednosti dopuštene za komutaciju i mehaničku čvrstoću.

Pokretni reostati izrađeni od žice visokog otpora ili trake podijeljeni u dijelove. Žice su spojene na bakrene gumbe ili ravne kontakte na mjestima prijelaza iz jednog dijela u drugi. Bakrena četka na rotirajućoj ruci reostata pomiče se duž kontakata. Reostati mogu imati i druge izvedbe.Uzbudna struja na početku motora s paralelnom uzbudom podešena je tako da odgovara normalnom radu, uzbudni krug je spojen izravno na mrežni napon, tako da nema pada napona zbog pada napona u reostatu (vidi sl. 1). ).

Potreba za normalnom strujom pobude je zbog činjenice da se prilikom pokretanja motora mora razviti najveći mogući dopušteni moment Mem, koji je neophodan za osiguranje brzog ubrzanja. Pokretanje istosmjernog motora vrši se uzastopnim smanjenjem otpora reostata, obično pomicanjem poluge reostata s jednog fiksnog kontakta reostata na drugi i isključivanjem sekcija; smanjenje otpora može se izvesti i kratkim spojem dionica s kontaktorima koji se aktiviraju prema zadanom programu.

Kada se pokreće ručno ili automatski, struja se mijenja od maksimalne vrijednosti jednake 1,8 - 2,5 puta nominalne vrijednosti na početku rada za dani otpor reostata do minimalne vrijednosti jednake 1,1 - 1,5 puta nominalne vrijednosti na kraju u radu i prije prebacivanja u drugi položaj startnog reostata. Struja armature nakon pokretanja motora s otporom reostata rp je

gdje je Uc linijski napon.

Nakon uključivanja, motor počinje ubrzavati dok se ne pojavi povratna emf E i struja armature se smanji. S obzirom da su mehaničke karakteristike n = f1 (Mn) i n = f2 (II am) praktički linearne, tada će tijekom ubrzanja doći do povećanja brzine vrtnje prema linearnom zakonu ovisno o struji armature (slika 1. ).

Riža. 1. Dijagram pokretanja istosmjernog motora

Početni dijagram (sl.1) za različite otpore u armaturi je segment linearnih mehaničkih karakteristika. Kada armaturna struja IH padne na vrijednost Imin, isključuje se dionica reostata s otporom r1 i struja raste na vrijednost

gdje je E1 - EMF u točki A karakteristike; r1 — otpor odspojenog dijela.

Motor se tada ponovno ubrzava do točke B i tako dalje dok ne postigne prirodnu karakteristiku kada se motor izravno prebaci na napon Uc. Startni reostati su predviđeni za zagrijavanje 4-6 pokretanja za redom, stoga morate paziti da se na kraju starta startni reostat potpuno ukloni.

Kada je zaustavljen, motor se odspoji od izvora napajanja i startni reostat se potpuno uključi - motor je spreman za sljedeći start. Kako bi se eliminirala mogućnost velikih samoindukcijskih EMF-a kada je krug pobude prekinut i kada je isključen, krug se može zatvoriti na otpor pražnjenja.

U pogonima s promjenjivom brzinom, istosmjerni motori se pokreću postupnim povećanjem napona izvora napajanja tako da se struja pokretanja održava unutar potrebnih granica ili ostaje približno konstantna veći dio vremena pokretanja. Potonje se može učiniti automatskim upravljanjem procesom promjene napona izvora napajanja u sustavima s povratnom spregom.

Pokretanje istosmjernih motora sa serijskom pobudom također proizvedeno pomoću startera. Dijagram pokretanja predstavlja segmente nelinearne mehaničke karakteristike za različite otpore armature.Pokretanje pri relativno malim snagama može se izvršiti ručno, a kod velikih snaga kratkim spojem dijelova startnog reostata s kontaktorima koji se pokreću pri ručnom ili automatskom upravljanju.

Reverziranje — promjena smjera vrtnje motora — vrši se promjenom smjera okretnog momenta. Za to je potrebno promijeniti smjer magnetskog toka istosmjernog motora, odnosno prebaciti namot polja ili armature, dok će u armaturi teći struja u drugom smjeru. Pri prebacivanju i uzbudnog kruga i armature, smjer vrtnje ostat će isti.

Namot polja motora s paralelnim poljem ima značajnu rezervu energije: vremenska konstanta namota je sekunda za motore velike snage. Vremenska konstanta armaturnog namota znatno je kraća. Stoga, kako bi se okret napravio što je brže moguće, sidro se prebacuje. Samo tamo gdje nije potrebna brzina može se izvršiti preokret prebacivanjem pobudnog kruga.

Reverzibilna pobuda motora može se izvesti preklapanjem namota polja ili namota armature, budući da su rezerve energije u namotama polja i armature male, a njihove vremenske konstante relativno male.

Prilikom reverziranja motora s paralelnom pobudom, armatura se prvo isključuje i motor se mehanički zaustavlja ili prebacuje na zaustavljanje. Nakon završetka odgode, armatura se prebacuje, ako nije bila uključena za vrijeme odgode, i pokreće se u drugom smjeru vrtnje.

Okretanje motora sa serijskom pobudom vrši se istim redoslijedom: isključite — zaustavite — prebacite — pokrenite u drugom smjeru. U motorima s mješovitom pobudom unatrag, armatura ili serijski namot moraju se uključiti zajedno s paralelnim.

Kočenje je potrebno kako bi se smanjilo vrijeme istrošenosti motora, koje u nedostatku kočenja može biti nedopustivo dugo, te kako bi se aktuatori učvrstili u određenom položaju. Istosmjerni motori za mehaničko kočenje obično se proizvode postavljanjem kočionih pločica na kočni disk. Nedostatak mehaničkih kočnica je što kočni moment i vrijeme kočenja ovise o slučajnim čimbenicima: prodiranju ulja ili vlage u kočni disk i dr. Stoga se takvo kočenje koristi kada vrijeme i zaustavni put nisu ograničeni.

U nekim slučajevima, nakon prethodnog električnog kočenja pri maloj brzini, moguće je precizno zaustaviti mehanizam (na primjer, podizanje) u određenom položaju i popraviti njegov položaj na određenom mjestu. Takvo zaustavljanje također se koristi u hitnim situacijama.

Električno kočenje omogućuje dovoljno točno dobivanje potrebnog momenta kočenja, ali ne može osigurati fiksiranje mehanizma na određenom mjestu. Stoga se električno kočenje, ako je potrebno, nadopunjuje mehaničkim kočenjem, koje stupa na snagu nakon završetka električnog.

Električno kočenje se događa kada struja teče u skladu s EMF motora. Postoje tri načina da se zaustavi.

Kočenje istosmjernih motora s povratom energije u mrežu.U tom slučaju, EMF E mora biti veći od napona izvora napajanja US i struja će teći u smjeru EMF-a, što je modna struja generatora. Pohranjena kinetička energija pretvorit će se u električnu energiju i djelomično vratiti u mrežu. Dijagram povezivanja prikazan je na sl. 2, a.

Riža. 2. Sheme električnog kočenja istosmjernih motora: I — s povratom energije u mrežu; b — s protivljenjem; c — dinamičko kočenje

Zaustavljanje istosmjernog motora može se izvršiti kada se napon napajanja smanji tako da je Uc <E, kao i kada se spuste tereti u dizalici iu drugim slučajevima.

Kočenje unatrag izvodi se prebacivanjem rotirajućeg motora u smjeru suprotnom od vrtnje. U ovom slučaju zbrajaju se EMF E i napon Uc u armaturi, a za ograničenje struje I potrebno je uključiti otpornik s početnim otporom

gdje je Imax najveća dopuštena struja.

Zaustavljanje je povezano s velikim gubicima energije.

Dinamičko kočenje istosmjernih motora provodi se kada je otpornik rt spojen na stezaljke rotirajućeg uzbuđenog motora (slika 2, c). Pohranjena kinetička energija pretvara se u električnu energiju i rasipa u armaturi kao toplina. Ovo je najčešći način suspenzije.

Sklopovi za uključivanje istosmjernog motora s paralelnom (neovisnom) pobudom: a — sklopni krug motora, b — sklopni krug pri dinamičkom kočenju, c — suprotstavljeni krug.