Partida, reversão e parada de motores DC

A partida de um motor CC, conectando-o diretamente à tensão de rede, só é permitida para motores de baixa potência. Neste caso, a corrente de pico no início da partida pode ser da ordem de 4 a 6 vezes a nominal. A partida direta de motores CC com potência significativa é totalmente inaceitável, pois a corrente de partida aqui será igual a 15 - 50 vezes a corrente nominal. Portanto, a partida de motores de média e grande potência é realizada por meio de um reostato de partida, que limita a corrente durante a partida aos valores admissíveis para comutação e resistência mecânica.

Execute reostatos feitos de fio ou fita de alta resistência divididos em seções. Os fios são conectados a botões de cobre ou contatos planos nos pontos de transição de uma seção para outra. A escova de cobre no braço giratório do reostato se move ao longo dos contatos. Os reostatos podem ter outros designs.A corrente de excitação na partida do motor de excitação paralela é definida de acordo com a operação normal, o circuito de excitação é conectado diretamente à tensão da rede, para que não haja queda de tensão devido à queda de tensão no reostato (consulte a Fig. 1 ).

A necessidade de uma corrente de excitação normal se deve ao fato de que, ao dar partida no motor, deve-se desenvolver o maior torque admissível Mem, necessário para garantir uma aceleração rápida. A partida de um motor DC é feita reduzindo sucessivamente a resistência do reostato, geralmente movendo a alavanca do reostato de um contato fixo do reostato para outro e desligando as seções; a redução da resistência também pode ser feita curto-circuitando as seções com contatores que são acionados de acordo com um determinado programa.

Ao iniciar manualmente ou automaticamente, a corrente muda de um valor máximo igual a 1,8 - 2,5 vezes o valor nominal no início da operação para uma determinada resistência do reostato para um valor mínimo igual a 1,1 - 1,5 vezes o valor nominal no final em operação e antes de mudar para outra posição do reostato de partida. A corrente de armadura após a partida do motor com resistência do reostato rp é

onde Uc é a tensão da linha.

Depois de ligado, o motor começa a acelerar até que ocorra um retorno da fem E e a corrente de armadura diminua. Dado que as características mecânicas n = f1 (Mí) e n = f2 (II am) são praticamente lineares, então durante a aceleração haverá um aumento na velocidade de rotação de acordo com uma lei linear dependendo da corrente de armadura (Fig. 1 ).

Arroz. 1. Diagrama de partida do motor DC

O esquema inicial (Fig.1) para diferentes resistências na armadura é um segmento de características mecânicas lineares. Quando a corrente de armadura IХ diminui para o valor Imin, a seção do reostato com resistência r1 é desligada e a corrente aumenta para o valor

onde E1 — EMF no ponto A da característica; r1 — resistência da seção desconectada.

O motor é então acelerado novamente até o ponto B e assim sucessivamente até atingir a característica natural quando o motor é comutado diretamente para a tensão Uc. Os reostatos de partida são projetados para aquecer por 4-6 partidas consecutivas, portanto, você precisa se certificar de que, no final da partida, o reostato de partida seja completamente removido.

Quando parado, o motor é desconectado da fonte de alimentação e o reostato de partida liga totalmente — o motor está pronto para a próxima partida. Para eliminar a possibilidade de grandes EMFs de auto-indução quando o circuito de excitação é interrompido e quando é desconectado, o circuito pode ser fechado para a resistência de descarga.

Em inversores de velocidade variável, os motores CC são iniciados aumentando gradualmente a tensão da fonte de alimentação para que a corrente de partida seja mantida dentro dos limites exigidos ou permaneça aproximadamente constante durante a maior parte do tempo de partida. O último pode ser feito controlando automaticamente o processo de alteração da tensão da fonte de alimentação em sistemas de feedback.

Partida de motores DC com excitação série também fabricados com starters. O diagrama inicial representa os segmentos da característica mecânica não linear para diferentes resistências de armadura.A partida em potências relativamente baixas pode ser feita manualmente e em potências altas, curto-circuitando as seções do reostato de partida com contatores que são acionados quando operados manual ou automaticamente.

A reversão — mudança da direção de rotação do motor — é feita pela mudança da direção do torque. Para fazer isso, é necessário mudar a direção do fluxo magnético do motor DC, ou seja, mudar o campo ou o enrolamento da armadura, enquanto a corrente na outra direção fluirá na armadura. Ao alternar o circuito de excitação e a armadura, o sentido de rotação permanecerá o mesmo.

O enrolamento de campo de um motor de campo paralelo tem uma reserva de energia significativa: a constante de tempo do enrolamento é de segundos para motores de alta potência. A constante de tempo do enrolamento da armadura é muito menor. Portanto, para fazer a curva o mais rápido possível, a âncora é trocada. Somente onde nenhuma velocidade é necessária, a reversão pode ser efetuada comutando o circuito de excitação.

A excitação reversível de motores pode ser feita comutando o enrolamento de campo ou o enrolamento de armadura, uma vez que as reservas de energia no campo e nos enrolamentos de armadura são pequenas e suas constantes de tempo são relativamente pequenas.

Ao inverter um motor de excitação paralela, a armadura é primeiro desenergizada e o motor é parado mecanicamente ou comutado para parar. Após o término do retardo, a armadura é comutada, caso não tenha sido acionada durante o retardo, e uma partida é feita no outro sentido de rotação.

A reversão de um motor de excitação em série é feita na mesma sequência: desligar — parar — ligar — iniciar na outra direção. Em motores de excitação mista em reverso, o enrolamento da armadura ou série deve ser chaveado junto com o paralelo.

A frenagem é necessária para reduzir o tempo de parada dos motores, que na ausência de frenagem pode ser inaceitavelmente longo, e para fixar os atuadores em uma determinada posição. Os motores CC com frenagem mecânica geralmente são fabricados colocando as pastilhas de freio no disco de freio. A desvantagem dos freios mecânicos é que o momento de frenagem e o tempo de frenagem dependem de fatores aleatórios: a penetração de óleo ou umidade no disco de freio e outros. Portanto, essa frenagem é usada quando o tempo e a distância de parada não são limitados.

Em alguns casos, após a frenagem elétrica preliminar em baixa velocidade, é possível parar com precisão o mecanismo (por exemplo, levantar) em uma determinada posição e fixar sua posição em um determinado local. Essa parada também é usada em situações de emergência.

A frenagem elétrica fornece uma obtenção suficientemente precisa do momento de frenagem necessário, mas não pode garantir a fixação do mecanismo em um determinado local. Portanto, a frenagem elétrica, se necessária, é complementada por uma frenagem mecânica, que entra em vigor após o término da elétrica.

A frenagem elétrica ocorre quando a corrente flui de acordo com a EMF do motor. Existem três maneiras de parar.

Frenagem de motores DC com retorno de energia à rede.Neste caso, a FEM E deve ser maior que a tensão da fonte de energia US e a corrente fluirá no sentido da FEM, sendo a corrente de modo do gerador. A energia cinética armazenada será convertida em energia elétrica e parcialmente devolvida à rede. O diagrama de conexão é mostrado na fig. 2, a.

Arroz. 2. Esquemas de frenagem elétrica de motores de corrente contínua: I — com retorno de energia à rede; b — com oposição; c — frenagem dinâmica

A parada do motor CC pode ser feita quando a tensão de alimentação diminui de forma que Uc <E, bem como quando as cargas em uma talha são reduzidas e em outros casos.

A frenagem reversa é realizada comutando o motor em rotação no sentido de rotação oposto. Neste caso, soma-se a EMF E e a tensão Uc na armadura e, para limitar a corrente I, deve-se incluir um resistor com resistência inicial

onde Imax é a maior corrente permitida.

A parada está associada a grandes perdas de energia.

A frenagem dinâmica de motores DC é realizada quando o resistor rt é conectado aos terminais do motor excitado em rotação (Fig. 2, c). A energia cinética armazenada é convertida em energia elétrica e dissipada na armadura como calor. Este é o método de suspensão mais comum.

Circuitos para ligar um motor DC com excitação paralela (independente): a — circuito de comutação do motor, b — circuito de comutação durante a frenagem dinâmica, c — circuito de oposição.