התנעה, היפוך ועצירה של מנועי DC

התנעת מנוע DC, חיבורו ישירות למתח החשמל מותרת רק עבור מנועים בהספק נמוך. במקרה זה, זרם השיא בתחילת ההתחלה יכול להיות בסדר גודל של פי 4 - 6 מהנומינלי. התנעה ישירה של מנועי DC עם הספק משמעותי אינה מקובלת לחלוטין, שכן זרם ההתחלה כאן יהיה שווה פי 15 - 50 מהזרם המדורג. לכן, ההתנעה של מנועי כוח בינוניים וגדולים מתבצעת באמצעות ריאוסטט התנעה, המגביל את הזרם במהלך ההתנעה לערכים המותרים להחלפה וחוזק מכני.

הפעל rheostats עשויים חוט התנגדות גבוהה או סרט מחולקים לקטעים. החוטים מחוברים ללחצני נחושת או למגעים שטוחים בנקודות המעבר מקטע אחד למשנהו. מברשת הנחושת על הזרוע המסתובבת של ה-Rheostat נעה לאורך המגעים. ריאוסטטים יכולים להיות בעלי עיצובים אחרים.זרם העירור בתחילת מנוע העירור המקביל מוגדר בהתאם לפעולה רגילה, מעגל העירור מחובר ישירות למתח הרשת, כך שאין נפילת מתח עקב ירידת המתח בריאוסטט (ראה איור 1 ).

הצורך בזרם עירור רגיל נובע מהעובדה שבעת הפעלת המנוע, יש לפתח את Mem המומנט המותר הגדול ביותר האפשרי, אשר הכרחי כדי להבטיח האצה מהירה. הפעלת מנוע DC נעשית על ידי הפחתת ההתנגדות של הריאוסטט ברציפות, בדרך כלל על ידי הזזת ידית הריאוסטט ממגע קבוע אחד של הריאוסטט לאחר וכיבוי החלקים; הפחתת התנגדות יכולה להיעשות גם על ידי קצר חשמלי של הקטעים עם מגעים המופעלים לפי תוכנית נתונה.

בהתנעה ידנית או אוטומטית, הזרם משתנה מערך מרבי השווה ל-1.8 - 2.5 פעמים מהערך הנומינלי בתחילת הפעולה עבור התנגדות נתונה של ריאוסטט לערך מינימלי השווה ל- 1.1 - 1.5 פעמים מהערך הנומינלי בסוף. בפעולה ולפני מעבר למצב אחר של ריאוסטט ההתנעה. זרם האבזור לאחר הפעלת המנוע עם התנגדות ריאוסטט rp הוא

כאשר Uc הוא מתח הקו.

לאחר ההפעלה, המנוע מתחיל להאיץ עד להופעת emf E אחורי וזרם האבזור יורד. בהינתן שהמאפיינים המכניים n = f1 (Mн) ו-n = f2 (II am) הם למעשה ליניאריים, אז במהלך התאוצה תהיה עלייה במהירות הסיבוב לפי חוק ליניארי בהתאם לזרם האבזור (איור 1) ).

אורז. 1. דיאגרמת התנעת מנוע DC

דיאגרמת ההתחלה (איור.1) עבור התנגדויות שונות באבזור הוא קטע של מאפיינים מכניים ליניאריים. כאשר זרם האבזור IХ יורד לערך Imin, קטע הריאוסטט עם התנגדות r1 כבוי והזרם עולה לערך

כאשר E1 - EMF בנקודה A של המאפיין; r1 - התנגדות של הקטע המנותק.

לאחר מכן מאיצים את המנוע שוב לנקודה B וכך הלאה עד שהוא מגיע למאפיין הטבעי כאשר המנוע עובר ישירות למתח Uc. ריאוסטט ההתחלה מתוכנן להתחמם במשך 4-6 התחלות ברצף, כך שצריך לוודא שבסוף ההתחלה הראוסטט ההתחלתי יוסר לחלוטין.

בעת עצירה, המנוע מנותק ממקור הכוח והריאוסטט ההתנעה נדלק במלואו - המנוע מוכן להתנעה הבאה. כדי למנוע את האפשרות של EMFs אינדוקציה עצמית גדולים כאשר מעגל העירור נשבר וכאשר הוא מנותק, ניתן לסגור את המעגל להתנגדות הפריקה.

בכוננים בעלי מהירות משתנה, מנועי DC מופעלים על ידי הגדלת המתח של מקור הכוח באופן הדרגתי כך שזרם ההתחלה נשמר בגבולות הנדרשים או יישאר כמעט קבוע במשך רוב זמן ההתנעה. זה האחרון יכול להיעשות על ידי שליטה אוטומטית בתהליך של שינוי המתח של מקור הכוח במערכות משוב.

מנועי DC מתנעים עם עירור סדרתי מיוצרים גם באמצעות סטרטרים. דיאגרמת ההפעלה מייצגת את המקטעים של המאפיין המכני הלא ליניארי עבור התנגדויות אבזור שונות.התנעה בהספקים נמוכים יחסית יכולה להתבצע באופן ידני, ובהספקים גבוהים על ידי קצר חשמלי של חלקי ריאוסטט ההתנעה במגעים המופעלים בהפעלה ידנית או אוטומטית.

היפוך - שינוי כיוון הסיבוב של המנוע - נעשה על ידי שינוי כיוון המומנט. לשם כך, יש צורך לשנות את כיוון השטף המגנטי של מנוע ה-DC, כלומר להחליף את השדה או פיתול האבזור, בעוד שהזרם בכיוון השני יזרום בזרוע. כאשר מחליפים גם את מעגל העירור וגם את האבזור, כיוון הסיבוב יישאר זהה.

לליפוף השדה של מנוע שדה מקביל יש עתודת אנרגיה משמעותית: קבוע זמן הליפוף הוא שניות עבור מנועים בעלי הספק גבוה. קבוע הזמן של פיתול האבזור קצר בהרבה. לכן, על מנת לבצע את הפנייה כמה שיותר מהר, העוגן משתנה. רק כאשר לא נדרשת מהירות, ניתן לבצע היפוך על ידי החלפת מעגל העירור.

עירור הפיך של מנועים יכול להיעשות על ידי החלפת פיתול השדה או פיתול האבזור, שכן עתודות האנרגיה בפיתולי השדה והאבזור קטנים וקבועי הזמן שלהם קטנים יחסית.

בעת היפוך מנוע עירור מקביל, האבזור מנותק תחילה והמנוע נעצר באופן מכני או מועבר לעצירה. לאחר סיום ההשהיה, מחליפים את האבזור, אם הוא לא הופעל במהלך ההשהיה, ומתבצעת התחלה בכיוון הסיבוב השני.

היפוך מנוע עירור סדרתי נעשה באותו רצף: כיבוי - עצור - מתג - התחל בכיוון השני. במנועי עירור מעורבים בהיפוך, יש להחליף את האבזור או הפיתול הסדרתי יחד עם המקביל.

בלימה נחוצה כדי לצמצם את זמן ההרצה של המנועים, שבהיעדר בלימה יכולה להיות ארוכה באופן בלתי מתקבל על הדעת, וכדי לתקן את המפעילים במצב מסוים. מנועי DC בלימה מכנית מיוצרים בדרך כלל על ידי הנחת רפידות הבלם על דיסק הבלם. החיסרון של בלמים מכניים הוא שרגע הבלימה וזמן הבלימה תלויים בגורמים אקראיים: חדירת שמן או לחות לדיסק הבלמים ואחרים. לכן, נעשה שימוש בבלימה כזו כאשר הזמן ומרחק העצירה אינם מוגבלים.

במקרים מסוימים, לאחר בלימה חשמלית מקדימה במהירות נמוכה, ניתן לעצור במדויק את המנגנון (למשל הרמה) במצב נתון ולקבע את מיקומו במקום מסוים. עצירה כזו משמשת גם במצבי חירום.

בלימה חשמלית מספקת השגה מדויקת מספיק של רגע הבלימה הדרוש, אך אינה יכולה להבטיח את קיבוע המנגנון במקום נתון. לכן, לבלימה החשמלית, במידת הצורך, משלימה בלימה מכנית, שנכנסת לתוקף לאחר סיום החשמל.

בלימה חשמלית מתרחשת כאשר זרם זורם בהתאם ל-EMF של המנוע. יש שלוש דרכים לעצור.

בלימת מנועי DC עם החזרת אנרגיה לרשת.במקרה זה, ה-EMF E חייב להיות גדול מהמתח של מקור הכוח US והזרם יזרום לכיוון ה-EMF, בהיותו זרם המצב של הגנרטור. האנרגיה הקינטית האצורה תומר לאנרגיה חשמלית ותוחזר חלקית לרשת. תרשים החיבור מוצג באיור. 2, א.

אורז. 2. ערכות בלימה חשמלית של מנועי DC: I - עם החזרת אנרגיה לרשת; ב - בהתנגדות; ג - בלימה דינמית

עצירת מנוע ה-DC יכולה להתבצע כאשר מתח האספקה ​​יורד כך ש-Uc <E, כמו גם כאשר העומסים במנוף יורדים ובמקרים נוספים.

בלימה לאחור מבוצעת על ידי החלפת המנוע המסתובב בכיוון ההפוך לסיבוב. במקרה זה מוסיפים את ה-EMF E והמתח Uc באבזור, וכדי להגביל את הזרם I יש לכלול נגד עם התנגדות ראשונית

כאשר Imax הוא הזרם הגבוה ביותר המותר.

עצירה קשורה לאובדן אנרגיה גדול.

בלימה דינמית של מנועי DC מתבצעת כאשר הנגד rt מחובר למסופים של המנוע הנרגש המסתובב (איור 2, ג). האנרגיה הקינטית האצורה מומרת לאנרגיה חשמלית ומתפזרת באבזור כחום. זוהי שיטת ההשעיה הנפוצה ביותר.

מעגלים להפעלת מנוע DC עם עירור מקבילי (בלתי תלוי): א - מעגל מיתוג מנוע, b - מעגל מיתוג במהלך בלימה דינמית, ג - מעגל אופוזיציה.