有關(guān)直流他勵電動機(jī)的幾種調(diào)節(jié)與制動過程,包括電動機(jī)正向啟動加速過程,正向弱磁升速調(diào)節(jié)過程,正向強(qiáng)磁降速調(diào)節(jié)過程,正向電壓反接制動過程與正向能耗制動過程等。
直流他勵電動機(jī)的調(diào)節(jié)與制動過程
以電動小車在A至B區(qū)間運(yùn)行為例來分析,示意圖如圖2.23所示。圖2.23小車運(yùn)行示意圖:
工藝要求:從A點開車,啟動到額定轉(zhuǎn)速nN后,加速運(yùn)行一段,再降到nN速度運(yùn)行,快 到B點時要求電動小車準(zhǔn)確停車到B點;再從B點反向啟動,加速運(yùn)行一段,降到wN轉(zhuǎn)速運(yùn) 行,快到A點時再準(zhǔn)確停車到A點。
根據(jù)工藝要求,現(xiàn)確定電機(jī)傳動方案為:
(1) 從A點正向串聯(lián)電阻啟動到nN;(2) 弱磁升速;(3) 強(qiáng)磁降速到nN;(4) 反接制動轉(zhuǎn)為能耗制動或直接用能耗制動準(zhǔn)確停車。
實現(xiàn)上述傳動方案的電動機(jī)主電路如圖2. 24所示。主電路中電樞電路串聯(lián)有電阻尺m、 尺12和及ns三級啟動環(huán)節(jié);ZC為正向接觸器,F(xiàn)C為反向接觸器,以組成電動機(jī)正反轉(zhuǎn)環(huán)節(jié);反 接制動接觸器FZC和反接電阻尺以,以實現(xiàn)反接制動;能耗制動接觸器NZC和能耗制動電阻 尺2,以實現(xiàn)能耗制動;磁場回路串入電阻rn和磁場接觸器(DC組成調(diào)節(jié)勵磁環(huán)節(jié),以實現(xiàn)弱磁 調(diào)速。可見,主電路可工作在正向啟動、反向啟動、弱磁升速、反接制動、能耗制動、停車等工作 狀態(tài),可以完成工藝要求。
1. 電動機(jī)正向啟動加速過程
將電源開關(guān)氏閉合,磁場接觸器的常閉觸頭閉合,以保證滿磁場。反接制動接觸器 FZC的吊開觸頭閉合,以短接反接制動電阻只n4,能耗制動接觸器NZC的常閉觸頭打開,以斷 開能耗制動電路。以上作為正向啟動的預(yù)備狀態(tài)。
使正向接觸器ZC的常開觸頭閉合,主電路接通,電樞回路串入全部啟動電阻。這時電動 機(jī)工作在特性d上,瞬間電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩為乃。由于乃》7,電動機(jī)拖動電動小車加速,沿 d特性運(yùn)行。到^點時,使加速接觸器3C常開觸頭閉合,切除(或短接)及⑴。由于系統(tǒng)存在 機(jī)械慣性,轉(zhuǎn)速來不及變化,在忽略電動機(jī)電樞電感影響時,認(rèn)為電樞電流瞬間從Ja2增大到 Ial,也就是轉(zhuǎn)矩Te從T2又增大到乃,即從6點過渡到c點,電動機(jī)沿d加速,直到d點。
以后的過程與前面過程相似。通過加速接觸器2C和1C的常開觸點閉合,順序切除(短接)電阻 Rm和尺nz,電動機(jī)運(yùn)行在固有特性上,沿gh特性加速到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速nN,此時Te = TN,電動機(jī)不 再加速。
2. 正向弱磁升速調(diào)節(jié)過程
使磁場接觸器0C的常閉觸點打開,在勵磁回路串入電阻rn,勵磁電流下降,即磁通少下 降。如不考慮勵磁回路的電磁慣性,轉(zhuǎn)速由于機(jī)械慣性來不及變化。
反電勢隨磁通⑦下降而 下降,電樞電流增加,電動機(jī)轉(zhuǎn)矩增加。這時電動機(jī)從固有特性的點&過渡到弱磁人為特性G 上,因為7;》7,從〖點沿特性G加速,直到j(luò)點,電動機(jī)在高于額定轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行,小車向 B點前進(jìn)。
3. 正向強(qiáng)磁降速調(diào)節(jié)過程
如果電動小車接近B點時,需要降速,這時使磁場接觸器0C的常開觸頭閉合,短接電阻 rfl,勵磁電流增大。由于轉(zhuǎn)速〃來不及變化,反電勢R瞬間增大,Ea》L/,電樞電流h改變方 向,則乃也改變方向,了e與W反向,電動機(jī)處于制動狀態(tài)。此時£a》U,“》”(),所以工作在回 饋制動狀態(tài)。從J?點過渡到々點,電動機(jī)在特性佛上運(yùn)行。隨著轉(zhuǎn)速的下降,直到Ea=UN 時,電樞電流Ia=0,則轉(zhuǎn)矩為零,反饋制動結(jié)束。由于乃《7,電動機(jī)繼續(xù)降速,直到h點才穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
4. 正向電壓反接制動過程
當(dāng)電動小車更接近B點時,需迅速降速制動,操作控制器進(jìn)入電壓反接制動狀態(tài),這時電 樞回路兩端幾乎概釀_定帳。_在_釀電壓反接__人大的 即使lCUCfPFZC的常開觸頭全部打開,電樞回路串入最大電阻;同時,‘吊開1 常開觸頭閉合,電動機(jī)處于電壓反接制動狀態(tài)。
電壓反接制動特性也就是制動瞬間,電動機(jī)從&點過渡到Z點,產(chǎn)生很大的制動轉(zhuǎn)矩,使小車前進(jìn)速度迅速下降,在較短的時間內(nèi)即可下降到7“1點。
5. 正向能耗制動過程
為了宏現(xiàn)準(zhǔn)確停車,到m點再轉(zhuǎn)入能耗制動。當(dāng)電機(jī)運(yùn)行到特性上的饑點時,使反向接觸器FC的常開觸頭打開,即電動機(jī)脫離電源,同時使能耗接觸器NZC的常閉觸頭閉合,將電 動機(jī)電樞接到能耗制動電阻尺上。此時機(jī)械特性為nO,恰當(dāng)選擇制動電阻艮的數(shù)值,可以使 電動機(jī)從m點過渡到”點,產(chǎn)生較大的制動轉(zhuǎn)矩。隨著制動過程的進(jìn)行,轉(zhuǎn)速降低,轉(zhuǎn)矩減小,儲 存在系統(tǒng)中的動能全部轉(zhuǎn)換為電能,消耗在電阻艮上,直到轉(zhuǎn)速為零,電動小車停在B點。
可見,電動小車從A點啟動、加速,一直到接近B點制動停車的全過程是:經(jīng)過逐級切除 電阻的啟動狀態(tài)、弱磁升速狀態(tài)、強(qiáng)磁降速制動狀態(tài)、電壓反接制動狀態(tài)以及能耗制動狀態(tài)。 應(yīng)當(dāng)說在實際工作中這些狀態(tài)的轉(zhuǎn)換可完全由控制電器線路自動完成。
電動小車從B點返回A點的過程與從A點到B點的過程相似,也要經(jīng)過相同的狀態(tài),只 不過電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向和由A點到B點相反,所以機(jī)械特性曲線位于第m象限和第]V象限。 這個控制過程可自行分析。
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