การสตาร์ท การย้อนกลับ และการหยุดมอเตอร์กระแสตรง

การสตาร์ทมอเตอร์กระแสตรง การต่อมอเตอร์โดยตรงกับแรงดันไฟหลักทำได้เฉพาะกับมอเตอร์กำลังต่ำเท่านั้น ในกรณีนี้กระแสสูงสุดที่จุดเริ่มต้นของการเริ่มต้นสามารถอยู่ในลำดับที่ 4 - 6 เท่าของค่าเล็กน้อย ไม่สามารถยอมรับการสตาร์ทมอเตอร์กระแสตรงโดยตรงที่มีกำลังมากเนื่องจากกระแสเริ่มต้นที่นี่จะเท่ากับ 15 - 50 เท่าของกระแสไฟที่กำหนด ดังนั้นการสตาร์ทมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดกลางและขนาดใหญ่จึงดำเนินการโดยใช้รีโอสแตทเริ่มต้น ซึ่งจะจำกัดกระแสระหว่างการสตาร์ทเป็นค่าที่อนุญาตสำหรับการเปลี่ยนและความแข็งแรงเชิงกล

เดินเครื่องรีโอสแตทที่ทำจากลวดหรือเทปความต้านทานสูงที่แบ่งเป็นส่วนๆ สายไฟเชื่อมต่อกับปุ่มทองแดงหรือหน้าสัมผัสแบบแบนที่จุดเปลี่ยนจากส่วนหนึ่งไปยังอีกส่วน แปรงทองแดงบนแขนหมุนของรีโอสแตทเคลื่อนไปตามหน้าสัมผัส รีโอสแตทสามารถมีการออกแบบอื่นได้กระแสกระตุ้นที่จุดเริ่มต้นของมอเตอร์กระตุ้นแบบขนานถูกตั้งค่าให้สอดคล้องกับการทำงานปกติ วงจรกระตุ้นเชื่อมต่อโดยตรงกับแรงดันไฟหลัก เพื่อให้ไม่มีแรงดันตกเนื่องจากแรงดันตกในรีโอสแตต (ดูรูปที่ 1 ).

ความต้องการกระแสกระตุ้นปกตินั้นเกิดจากความจริงที่ว่าเมื่อสตาร์ทมอเตอร์จะต้องพัฒนา Mem แรงบิดที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ซึ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่ามีการเร่งความเร็วอย่างรวดเร็ว การสตาร์ทมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงทำได้โดยลดความต้านทานของรีโอสแตตลงเรื่อยๆ โดยปกติแล้วโดยการเลื่อนคันโยกรีโอสแตตจากหน้าสัมผัสคงที่ของรีโอสแตตไปยังอีกอันหนึ่งและปิดส่วนต่างๆ การลดความต้านทานสามารถทำได้โดยการลัดวงจรส่วนด้วยคอนแทคที่เปิดใช้งานตามโปรแกรมที่กำหนด

เมื่อเริ่มต้นด้วยตนเองหรือโดยอัตโนมัติ กระแสจะเปลี่ยนจากค่าสูงสุดเท่ากับ 1.8 - 2.5 เท่าของค่าเล็กน้อยที่จุดเริ่มต้นของการทำงานสำหรับค่าความต้านทานที่กำหนดของรีโอสแตทเป็นค่าต่ำสุดเท่ากับ 1.1 - 1.5 เท่าของค่าเล็กน้อยในตอนท้าย ในการทำงานและก่อนที่จะสลับไปยังตำแหน่งอื่นของรีโอสแตทสตาร์ท กระแสกระดองหลังจากสตาร์ทมอเตอร์ที่มีความต้านทานรีโอสแตต rp คือ

โดยที่ Uc คือแรงดันไฟตรง

หลังจากเปิดสวิตช์แล้ว มอเตอร์จะเริ่มเร่งความเร็วจนกระทั่งแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับ E เกิดขึ้น และกระแสกระดองจะลดลง เนื่องจากลักษณะเชิงกล n = f1 (Mн) และ n = f2 (II am) เป็นเชิงเส้นจริง ๆ จากนั้นในระหว่างการเร่งความเร็วความเร็วของการหมุนจะเพิ่มขึ้นตามกฎเชิงเส้นขึ้นอยู่กับกระแสกระดอง (รูปที่ 1 ).

ข้าว. 1. ไดอะแกรมสตาร์ทมอเตอร์กระแสตรง

แผนภาพเริ่มต้น (รูปที่1) สำหรับความต้านทานที่แตกต่างกันในกระดองเป็นส่วนหนึ่งของลักษณะทางกลเชิงเส้น เมื่อกระแสกระดอง IХ ลดลงเป็นค่า Imin ส่วนรีโอสแตทที่มีความต้านทาน r1 จะปิดและกระแสจะเพิ่มขึ้นเป็นค่า

โดยที่ E1 — EMF ที่จุด A ของคุณลักษณะ r1 — ความต้านทานของส่วนที่ตัดการเชื่อมต่อ

จากนั้นมอเตอร์จะถูกเร่งอีกครั้งไปยังจุด B และต่อไปเรื่อยๆ จนกว่าจะถึงคุณลักษณะตามธรรมชาติเมื่อมอเตอร์ถูกสลับโดยตรงไปที่แรงดัน Uc รีโอสแตตสตาร์ทได้รับการออกแบบมาให้ร้อนขึ้นสำหรับการสตาร์ท 4-6 ครั้งติดต่อกัน ดังนั้นคุณต้องแน่ใจว่าเมื่อสิ้นสุดการสตาร์ท

เมื่อหยุด มอเตอร์จะตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งพลังงานและรีโอสแตตสตาร์ทจะเปิดเต็มที่ — มอเตอร์จะพร้อมสำหรับการสตาร์ทครั้งต่อไป เพื่อขจัดความเป็นไปได้ของ EMF ที่เหนี่ยวนำตัวเองขนาดใหญ่เมื่อวงจรกระตุ้นเสียและเมื่อไม่ได้เชื่อมต่อ วงจรสามารถปิดความต้านทานการคายประจุได้

ในไดรฟ์แบบปรับความเร็วได้ มอเตอร์กระแสตรงจะเริ่มทำงานโดยค่อยๆ เพิ่มแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงาน เพื่อให้กระแสเริ่มต้นถูกรักษาให้อยู่ภายในขีดจำกัดที่กำหนด หรือคงค่าคงที่โดยประมาณสำหรับเวลาเริ่มต้นส่วนใหญ่ หลังสามารถทำได้โดยการควบคุมกระบวนการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงานในระบบป้อนกลับโดยอัตโนมัติ

การสตาร์ทมอเตอร์กระแสตรงด้วยการกระตุ้นแบบอนุกรมยังผลิตโดยใช้สตาร์ทเตอร์ แผนภาพเริ่มต้นแสดงส่วนของคุณลักษณะเชิงกลแบบไม่เชิงเส้นสำหรับความต้านทานของกระดองที่แตกต่างกันการสตาร์ทด้วยกำลังค่อนข้างต่ำสามารถทำได้ด้วยตนเอง และที่กำลังสูงโดยการลัดวงจรส่วนของรีโอสแตตสตาร์ทด้วยคอนแทคซึ่งจะถูกกระตุ้นเมื่อทำงานด้วยตนเองหรือโดยอัตโนมัติ

การย้อนกลับ - การเปลี่ยนทิศทางการหมุนของเครื่องยนต์ - ทำได้โดยการเปลี่ยนทิศทางของแรงบิด ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องเปลี่ยนทิศทางของฟลักซ์แม่เหล็กของมอเตอร์กระแสตรงนั่นคือเพื่อเปลี่ยนสนามหรือขดลวดกระดองในขณะที่กระแสในทิศทางอื่นจะไหลในกระดอง เมื่อสลับทั้งวงจรกระตุ้นและกระดอง ทิศทางการหมุนจะยังคงเหมือนเดิม

การพันขดลวดของมอเตอร์แบบขนานมีพลังงานสำรองมาก ค่าคงที่ของเวลาการพันเป็นวินาทีสำหรับมอเตอร์กำลังสูง เวลาคงที่ของขดลวดกระดองนั้นสั้นกว่ามาก ดังนั้นเพื่อให้เลี้ยวได้เร็วที่สุดจึงเปลี่ยนจุดยึด เฉพาะเมื่อไม่ต้องการความเร็วเท่านั้นที่สามารถย้อนกลับได้โดยการเปลี่ยนวงจรกระตุ้น

การกระตุ้นมอเตอร์แบบพลิกกลับได้ทำได้โดยการสลับระหว่างการม้วนสนามหรือขดลวดกระดอง เนื่องจากพลังงานสำรองในสนามและขดลวดกระดองมีขนาดเล็กและค่าคงที่เวลาค่อนข้างน้อย

เมื่อย้อนกลับมอเตอร์กระตุ้นแบบขนาน อาร์มาเจอร์จะถูกยกเลิกพลังงานก่อน และมอเตอร์จะหยุดทำงานทางกลไกหรือเปลี่ยนให้หยุด หลังจากสิ้นสุดการหน่วงเวลา จะมีการสลับกระดอง หากไม่ได้ทำงานระหว่างการหน่วงเวลา และจะมีการเริ่มต้นในทิศทางอื่นของการหมุน

การย้อนกลับของมอเตอร์กระตุ้นแบบอนุกรมจะทำในลำดับเดียวกัน: ปิด — หยุด — สวิตช์ — เริ่มต้นในทิศทางอื่น ในมอเตอร์แบบผสมที่กระตุ้นแบบย้อนกลับ ต้องเปลี่ยนขดลวดกระดองหรืออนุกรมพร้อมกับขนาน

การเบรกเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อลดเวลาการหมุนของมอเตอร์ ซึ่งในกรณีที่ไม่มีการเบรกอาจใช้เวลานานจนไม่สามารถยอมรับได้ และเพื่อยึดแอคทูเอเตอร์ให้อยู่ในตำแหน่งที่แน่นอน มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงเบรกเชิงกลมักผลิตโดยการวางผ้าเบรกบนจานเบรก ข้อเสียของเบรกเชิงกลคือช่วงเวลาเบรกและเวลาเบรกขึ้นอยู่กับปัจจัยสุ่ม: การแทรกซึมของน้ำมันหรือความชื้นเข้าไปในจานเบรกและอื่นๆ ดังนั้นการเบรกดังกล่าวจึงใช้เมื่อเวลาและระยะหยุดไม่จำกัด

ในบางกรณี หลังจากการเบรกด้วยไฟฟ้าเบื้องต้นที่ความเร็วต่ำ คุณสามารถหยุดกลไกได้อย่างแม่นยำ (เช่น การยก) ในตำแหน่งที่กำหนดและแก้ไขตำแหน่งในตำแหน่งที่กำหนด การหยุดดังกล่าวยังใช้ในสถานการณ์ฉุกเฉิน

การเบรกด้วยไฟฟ้าช่วยให้ได้รับช่วงเวลาเบรกที่จำเป็นอย่างแม่นยำเพียงพอ แต่ไม่สามารถรับประกันการยึดกลไกในตำแหน่งที่กำหนดได้ ดังนั้น หากจำเป็น การเบรกด้วยไฟฟ้าจะเสริมด้วยการเบรกแบบกลไก ซึ่งจะมีผลหลังจากสิ้นสุดการเบรกด้วยไฟฟ้า

การเบรกด้วยไฟฟ้าเกิดขึ้นเมื่อกระแสไหลตาม EMF ของมอเตอร์ มีสามวิธีในการหยุด

เบรกมอเตอร์กระแสตรงพร้อมส่งพลังงานกลับสู่กริดในกรณีนี้ EMF จะต้องมากกว่าแรงดันของแหล่งพลังงานของสหรัฐฯ และกระแสจะไหลไปตามทิศทางของ EMF ซึ่งเป็นโหมดกระแสของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า พลังงานจลน์ที่เก็บไว้จะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าและส่งกลับไปยังกริดบางส่วน แผนภาพการเชื่อมต่อแสดงในรูปที่ 2, ก.

ข้าว. 2. แบบแผนของการเบรกด้วยไฟฟ้าของมอเตอร์กระแสตรง: I — ด้วยการส่งพลังงานกลับคืนสู่เครือข่าย b — ด้วยการต่อต้าน; ค — การเบรกแบบไดนามิก

การหยุดมอเตอร์กระแสตรงสามารถทำได้เมื่อแรงดันของแหล่งจ่ายลดลงเพื่อให้ Uc <E เช่นเดียวกับเมื่อโหลดในรอกลดลง และในกรณีอื่นๆ

การเบรกถอยหลังทำได้โดยการสลับมอเตอร์ที่หมุนไปในทิศทางตรงกันข้ามกับการหมุน ในกรณีนี้ EMF E และแรงดันไฟฟ้า Uc ในกระดองจะถูกเพิ่มเข้าไป และเพื่อจำกัดกระแส I จะต้องรวมตัวต้านทานที่มีความต้านทานเริ่มต้นไว้ด้วย

โดยที่ Imax เป็นกระแสสูงสุดที่อนุญาต

การหยุดรถเกี่ยวข้องกับการสูญเสียพลังงานจำนวนมาก

การเบรกแบบไดนามิกของมอเตอร์กระแสตรงนั้นเกิดขึ้นเมื่อตัวต้านทาน rt เชื่อมต่อกับขั้วของมอเตอร์หมุนแบบตื่นเต้น (รูปที่ 2, c) พลังงานจลน์ที่เก็บไว้จะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าและกระจายไปในกระดองเป็นความร้อน นี่เป็นวิธีการระงับที่พบมากที่สุด

วงจรสำหรับการเปิดมอเตอร์กระแสตรงพร้อมการกระตุ้นแบบขนาน (อิสระ): a - วงจรสวิตชิ่งมอเตอร์, b - วงจรสวิตชิ่งระหว่างการเบรกแบบไดนามิก, c - วงจรการต่อต้าน