Arrancar, invertir i aturar motors de corrent continu

Engegar un motor de corrent continu, connectar-lo directament a la tensió de la xarxa només es permet per a motors de baixa potència. En aquest cas, el pic de corrent al començament de l'arrencada pot ser de l'ordre de 4 a 6 vegades el nominal. L'arrencada directe de motors de corrent continu amb una potència significativa és completament inacceptable, ja que el corrent d'arrencada aquí serà igual a 15 - 50 vegades el corrent nominal. Per tant, l'arrencada de motors de mitjana i gran potència es realitza mitjançant un reòstat d'arrencada, que limita el corrent durant l'arrencada als valors permesos per a la commutació i la resistència mecànica.

Executeu reòstats fets de filferro o cinta d'alta resistència dividits en seccions. Els cables estan connectats a botons de coure o contactes plans als punts de transició d'una secció a una altra. El raspall de coure del braç giratori del reòstat es mou al llarg dels contactes. Els reòstats poden tenir altres dissenys.El corrent d'excitació a l'inici del motor d'excitació en paral·lel s'estableix segons el funcionament normal, el circuit d'excitació està connectat directament a la tensió de la xarxa, de manera que no hi ha caiguda de tensió a causa de la caiguda de tensió al reòstat (vegeu la figura 1). ).

La necessitat d'un corrent d'excitació normal es deu al fet que en arrencar el motor, s'ha de desenvolupar el parell màxim admissible Mem, que és necessari per garantir una ràpida acceleració. L'arrencada d'un motor de corrent continu es fa reduint successivament la resistència del reòstat, normalment movent la palanca del reòstat d'un contacte fix del reòstat a un altre i apagant les seccions; La reducció de la resistència també es pot fer curtcircuitant les seccions amb contactors que s'activen segons un programa determinat.

En iniciar-se manualment o automàticament, el corrent canvia d'un valor màxim igual a 1,8 - 2,5 vegades el valor nominal a l'inici de l'operació per a una resistència determinada del reòstat a un valor mínim igual a 1,1 - 1,5 vegades el valor nominal al final en funcionament i abans de canviar a una altra posició del reòstat d'arrencada. El corrent de l'induït després d'engegar el motor amb la resistència del reòstat rp és

on Uc és la tensió de línia.

Després de l'encesa, el motor comença a accelerar fins que es produeix la contraem E i el corrent de l'induït disminueix. Atès que les característiques mecàniques n = f1 (Mн) i n = f2 (II am) són pràcticament lineals, aleshores durant l'acceleració hi haurà un augment de la velocitat de gir segons una llei lineal en funció del corrent de l'induït (Fig. 1). ).

Arròs. 1. Diagrama d'arrencada del motor de corrent continu

El diagrama inicial (Fig.1) per a diferents resistències a l'armadura és un segment de característiques mecàniques lineals. Quan el corrent de l'induït IХ disminueix fins al valor Imin, la secció del reòstat amb resistència r1 s'apaga i el corrent augmenta fins al valor

on E1 — EMF al punt A de la característica; r1 — resistència de la secció desconnectada.

Aleshores, el motor torna a accelerar fins al punt B i així successivament fins que assoleix la característica natural quan el motor es commuta directament a la tensió Uc. Els reòstats d'inici estan dissenyats per escalfar-se durant 4-6 inicis seguits, de manera que heu d'assegurar-vos que al final de l'inici el reòstat d'inici estigui completament eliminat.

Quan s'atura, el motor es desconnecta de la font d'alimentació i el reòstat d'arrencada s'encén completament: el motor està preparat per al següent arrencada. Per eliminar la possibilitat de grans EMF d'autoinducció quan el circuit d'excitació es trenca i quan es desconnecta, el circuit es pot tancar a la resistència de descàrrega.

En els accionaments de velocitat variable, els motors de corrent continu s'engeguen augmentant gradualment la tensió de la font d'alimentació de manera que el corrent d'arrencada es mantingui dins dels límits requerits o es mantingui aproximadament constant durant la major part del temps d'arrencada. Això últim es pot fer controlant automàticament el procés de canvi de tensió de la font d'alimentació en els sistemes de retroalimentació.

Arrancada de motors de corrent continu amb excitació en sèrie també es fabriquen mitjançant arrancadors. El diagrama d'arrencada representa els segments de la característica mecànica no lineal per a diferents resistències de l'induït.L'arrencada a potències relativament baixes es pot fer manualment, i a potències altes curtcircuitant les seccions del reòstat d'arrencada amb contactors que s'accionen quan s'accionen manualment o automàticament.

La marxa enrere, canviant la direcció de gir del motor, es fa canviant la direcció del parell. Per fer-ho, cal canviar la direcció del flux magnètic del motor de corrent continu, és a dir, canviar el camp o bobinatge de l'induït, mentre que el corrent en l'altra direcció fluirà a l'induït. Quan es canvia tant el circuit d'excitació com l'induït, el sentit de gir continuarà sent el mateix.

El bobinatge de camp d'un motor de camp paral·lel té una reserva d'energia important: la constant de temps de bobinatge és de segons per als motors d'alta potència. La constant de temps del bobinatge de l'induït és molt més curta. Per tant, per tal de fer el gir el més ràpid possible, es canvia l'àncora. Només quan no es requereixi velocitat es pot efectuar la inversió canviant el circuit d'excitació.

L'excitació reversible dels motors es pot fer canviant el bobinat de camp o el de l'induït, ja que les reserves d'energia al camp i els bobinatges de l'induït són petites i les seves constants de temps són relativament petites.

Quan s'inverteix un motor d'excitació paral·lel, primer es desactiva l'induït i el motor s'atura mecànicament o s'atura. Després del final del retard, l'armadura es canvia, si no s'ha activat durant el retard, i es fa un inici en l'altre sentit de gir.

La inversió d'un motor d'excitació en sèrie es fa en la mateixa seqüència: apagar - aturar - interruptor - arrencar en l'altra direcció. En els motors d'excitació mixta al revés, l'induït o el bobinat en sèrie s'han de canviar juntament amb el paral·lel.

El frenat és necessari per reduir el temps de parada dels motors, que en absència de frenada pot ser inacceptablement llarg, i per fixar els actuadors en una posició determinada. Els motors de corrent continu de frenada mecànica solen fabricar-se col·locant les pastilles de fre al disc de fre. El desavantatge dels frens mecànics és que el moment de frenada i el temps de frenada depenen de factors aleatoris: la penetració d'oli o humitat al disc de fre i altres. Per tant, aquesta frenada s'utilitza quan el temps i la distància d'aturada no estan limitats.

En alguns casos, després d'una frenada elèctrica preliminar a baixa velocitat, és possible aturar amb precisió el mecanisme (per exemple, aixecar) en una posició determinada i fixar-ne la posició en un lloc determinat. Aquesta parada també s'utilitza en situacions d'emergència.

El frenat elèctric proporciona l'obtenció prou precisa del moment de frenada necessari, però no pot assegurar la fixació del mecanisme en un lloc determinat. Per tant, el frenat elèctric, si és necessari, es complementa amb un frenat mecànic, que té efecte un cop finalitzat l'electricitat.

El frenat elèctric es produeix quan el corrent flueix segons la EMF del motor. Hi ha tres maneres d'aturar-se.

Frenatge de motors de corrent continu amb retorn d'energia a la xarxa.En aquest cas, l'EMF E ha de ser superior a la tensió de la font d'alimentació US i el corrent fluirà en la direcció de l'EMF, essent el mode corrent del generador. L'energia cinètica emmagatzemada es convertirà en energia elèctrica i es retornarà parcialment a la xarxa. El diagrama de connexió es mostra a la fig. 2, a.

Arròs. 2. Esquemes de frenada elèctrica de motors de corrent continu: I — amb retorn d'energia a la xarxa; b — amb oposició; c — frenada dinàmica

L'aturada del motor de corrent continu es pot fer quan la tensió d'alimentació disminueixi de manera que Uc <E, així com quan es baixen les càrregues en un polipast i en altres casos.

La frenada inversa es realitza canviant el motor giratori en sentit contrari de gir. En aquest cas, s'afegeix l'EMF E i la tensió Uc de l'induït, i per limitar el corrent I s'ha d'incloure una resistència amb una resistència inicial.

on Imax és el corrent màxim admissible.

L'aturada s'associa a grans pèrdues d'energia.

El frenat dinàmic dels motors de corrent continu s'efectua quan la resistència rt està connectada als terminals del motor excitat giratori (Fig. 2, c). L'energia cinètica emmagatzemada es converteix en energia elèctrica i es dissipa a l'induït en forma de calor. Aquest és el mètode de suspensió més comú.

Circuits d'encesa d'un motor de corrent continu amb excitació paral·lela (independent): a — circuit de commutació del motor, b — circuit de commutació durant la frenada dinàmica, c — circuit d'oposició.