Khởi động, đảo chiều và dừng động cơ DC

Khởi động động cơ DC, kết nối nó trực tiếp với điện áp nguồn chỉ được phép đối với động cơ công suất thấp. Trong trường hợp này, dòng điện cực đại khi bắt đầu khởi động có thể ở mức 4 - 6 lần so với danh nghĩa. Việc khởi động trực tiếp động cơ DC với công suất đáng kể là hoàn toàn không thể chấp nhận được, vì dòng khởi động ở đây sẽ bằng 15 - 50 lần dòng định mức. Do đó, việc khởi động động cơ công suất trung bình và lớn được thực hiện bằng cách sử dụng bộ biến trở khởi động, giới hạn dòng điện trong quá trình khởi động ở các giá trị cho phép đối với chuyển mạch và độ bền cơ học.

Chạy biến trở làm bằng dây hoặc băng điện trở cao được chia thành các phần. Các dây được kết nối với các nút đồng hoặc tiếp điểm phẳng tại các điểm chuyển tiếp từ phần này sang phần khác. Chổi đồng trên cánh tay quay của biến trở di chuyển dọc theo các tiếp điểm. Biến trở có thể có thiết kế khác.Dòng điện kích thích khi khởi động động cơ kích thích song song được đặt tương ứng với hoạt động bình thường, mạch kích thích được kết nối trực tiếp với điện áp nguồn, do đó không có sụt áp do sụt áp trong bộ biến trở (xem Hình 1 ).

Nhu cầu về dòng điện kích thích bình thường là do khi khởi động động cơ, phải phát triển Mem mô-men xoắn cho phép lớn nhất có thể, điều này cần thiết để đảm bảo khả năng tăng tốc nhanh. Khởi động động cơ DC được thực hiện bằng cách liên tục giảm điện trở của biến trở, thường bằng cách di chuyển cần biến trở từ một tiếp điểm cố định của biến trở này sang một tiếp điểm cố định khác và tắt các phần; Việc giảm điện trở cũng có thể được thực hiện bằng cách nối tắt các phần với công tắc tơ được kích hoạt theo một chương trình nhất định.

Khi khởi động thủ công hoặc tự động, dòng điện thay đổi từ giá trị tối đa bằng 1,8 - 2,5 lần giá trị danh nghĩa khi bắt đầu hoạt động đối với một điện trở nhất định của bộ biến trở thành giá trị tối thiểu bằng 1,1 - 1,5 lần giá trị danh nghĩa khi kết thúc đang vận hành và trước khi chuyển sang vị trí khác của biến trở khởi động. Dòng điện phần ứng sau khi khởi động động cơ với điện trở biến trở rp là

trong đó Uc là điện áp đường dây.

Sau khi bật, động cơ bắt đầu tăng tốc cho đến khi xuất hiện trở lại emf E và dòng điện phần ứng giảm. Cho rằng các đặc tính cơ n = f1 (Mн) và n = f2 (II am) thực tế là tuyến tính, thì trong quá trình tăng tốc, tốc độ quay sẽ tăng theo quy luật tuyến tính tùy thuộc vào dòng điện phần ứng (Hình 1). ).

Cơm. 1. Sơ đồ khởi động động cơ DC

Sơ đồ khởi động (Hình.1) đối với các điện trở khác nhau trong phần ứng là một đoạn của các đặc tính cơ học tuyến tính. Khi dòng điện phần ứng IХ giảm đến giá trị Imin thì đoạn biến trở có điện trở r1 ngắt và dòng điện tăng đến giá trị

trong đó E1 - EMF tại điểm A của đặc tính; r1 - điện trở của phần bị ngắt kết nối.

Sau đó, động cơ được tăng tốc trở lại điểm B và cứ tiếp tục như vậy cho đến khi nó đạt đến đặc tính tự nhiên khi động cơ được chuyển trực tiếp sang điện áp Uc. Biến trở khởi động được thiết kế để làm nóng trong 4-6 lần khởi động liên tiếp, vì vậy bạn cần đảm bảo rằng khi kết thúc khởi động, biến trở khởi động đã được tháo hoàn toàn.

Khi dừng, động cơ bị ngắt khỏi nguồn điện và bộ biến trở khởi động được bật hoàn toàn — động cơ đã sẵn sàng cho lần khởi động tiếp theo. mạch có thể được đóng lại với điện trở xả.

Trong các bộ truyền động có tốc độ thay đổi, động cơ DC được khởi động bằng cách tăng dần điện áp của nguồn điện sao cho dòng khởi động được duy trì trong giới hạn yêu cầu hoặc gần như không đổi trong phần lớn thời gian khởi động. Điều thứ hai có thể được thực hiện bằng cách điều khiển tự động quá trình thay đổi điện áp của nguồn điện trong các hệ thống phản hồi.

Khởi động động cơ DC kích thích nối tiếp cũng được sản xuất bằng cách sử dụng bộ khởi động. Sơ đồ khởi động biểu diễn các đoạn của đặc tính cơ phi tuyến đối với các điện trở phần ứng khác nhau.Việc khởi động ở công suất tương đối thấp có thể được thực hiện thủ công và ở công suất cao bằng cách nối tắt các phần của bộ biến trở khởi động bằng công tắc tơ được kích hoạt khi vận hành thủ công hoặc tự động.

Đảo chiều—thay đổi hướng quay của động cơ—được thực hiện bằng cách thay đổi hướng của mô-men xoắn. Để làm điều này, cần phải thay đổi hướng của từ thông của động cơ DC, nghĩa là chuyển từ trường hoặc cuộn dây phần ứng, trong khi dòng điện theo hướng khác sẽ chạy trong phần ứng. Khi chuyển mạch cả mạch kích từ và phần ứng thì chiều quay sẽ không đổi.

Cuộn dây trường của động cơ trường song song có mức dự trữ năng lượng đáng kể: hằng số thời gian cuộn dây là giây đối với động cơ công suất cao. Hằng số thời gian của dây quấn phần ứng ngắn hơn nhiều. Do đó, để rẽ càng nhanh càng tốt, mỏ neo được chuyển đổi. Chỉ khi không yêu cầu tốc độ, đảo chiều mới có thể được thực hiện bằng cách chuyển mạch kích thích.

Kích thích ngược của động cơ có thể được thực hiện bằng cách chuyển đổi cuộn dây kích từ hoặc cuộn dây phần ứng, vì năng lượng dự trữ trong cuộn kích từ và cuộn dây phần ứng là nhỏ và hằng số thời gian của chúng tương đối nhỏ.

Khi đảo chiều động cơ kích từ song song, phần ứng đầu tiên được ngắt điện và động cơ được dừng hoặc chuyển sang trạng thái dừng. Sau khi kết thúc thời gian trễ, phần ứng được bật, nếu nó không hoạt động trong thời gian trễ và khởi động được thực hiện theo hướng quay khác.

Việc đảo chiều động cơ kích thích nối tiếp được thực hiện theo trình tự tương tự: tắt — dừng — chuyển đổi — khởi động theo hướng khác. Trong động cơ kích từ hỗn hợp đảo chiều, cuộn dây phần ứng hoặc cuộn dây nối tiếp phải được nối song song với nhau.

Phanh là cần thiết để giảm thời gian chạy hết công suất của động cơ, nếu không phanh có thể kéo dài không thể chấp nhận được và để cố định các bộ truyền động ở một vị trí nhất định. Phanh cơ Động cơ DC thường được sản xuất bằng cách đặt má phanh trên đĩa phanh. Nhược điểm của phanh cơ là mômen phanh và thời gian phanh phụ thuộc vào các yếu tố ngẫu nhiên: sự xâm nhập của dầu hoặc hơi ẩm vào đĩa phanh và các yếu tố khác. Do đó, phanh như vậy được sử dụng khi thời gian và khoảng cách dừng không bị giới hạn.

Trong một số trường hợp, sau khi phanh điện sơ bộ ở tốc độ thấp, có thể dừng chính xác cơ cấu (ví dụ: nâng) ở một vị trí nhất định và cố định vị trí của nó ở một vị trí nhất định. Một điểm dừng như vậy cũng được sử dụng trong các tình huống khẩn cấp.

Phanh điện cung cấp đủ chính xác thời điểm phanh cần thiết, nhưng không thể đảm bảo cố định cơ cấu ở một vị trí nhất định. Do đó, phanh điện, nếu cần, được bổ sung bằng phanh cơ học, phanh này có hiệu lực sau khi hết điện.

Hãm điện xảy ra khi dòng điện chạy theo EMF của động cơ. Có ba cách để dừng lại.

Hãm động cơ DC với năng lượng trở lại lưới điện.Trong trường hợp này, EMF E phải lớn hơn điện áp của nguồn điện US và dòng điện sẽ chạy theo hướng của EMF, là dòng điện chế độ của máy phát. Động năng được lưu trữ sẽ được chuyển đổi thành năng lượng điện và trả lại một phần cho lưới điện. Sơ đồ kết nối được hiển thị trong hình. 2, một.

Cơm. 2. Sơ đồ hãm điện của động cơ DC: I — với năng lượng trở lại mạng; b — với sự phản đối; c — phanh động

Việc dừng động cơ DC có thể được thực hiện khi điện áp nguồn giảm sao cho Uc < E, cũng như khi hạ tải trong palăng và trong các trường hợp khác.

Hãm ngược được thực hiện bằng cách chuyển động cơ quay theo chiều quay ngược lại. Trong trường hợp này, EMF E và điện áp Uc trong phần ứng được thêm vào và để hạn chế dòng điện I, phải đưa vào một điện trở có điện trở ban đầu

trong đó Imax là dòng điện cao nhất cho phép.

Dừng lại có liên quan đến tổn thất năng lượng lớn.

Hãm động lực của động cơ DC được thực hiện khi điện trở rt được nối với các cực của động cơ kích thích quay (Hình 2, c). Động năng được lưu trữ được chuyển đổi thành năng lượng điện và tiêu tan trong phần ứng dưới dạng nhiệt. Đây là phương pháp đình chỉ phổ biến nhất.

Mạch chuyển mạch trên động cơ DC có kích thích song song (độc lập): a — mạch chuyển mạch động cơ, b — mạch chuyển mạch trong quá trình hãm động, c — mạch đối lập.