a motor indítása
DESCRIPTION
A motor indítása. +. motor forgórésze. U = 600 V. M. motor állórésze. I = 2400 A. -. Előtét-ellenállások alkalmazása. +. U = 600 V. R. U R = 570 V. előtét-ellenállás. M. U m = 30 V. -. Az ellenfeszültség. D. kommutátor „áramirányváltó”. I. I. U h. +. É. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
A motor indítása
+
-
motor forgórésze
motor állórésze
U = 600 V
I = 2400 A
M
AI
VI
R
VUR
UI
I
UR
m
2400
25,0
600
25,0
600
+
-
R
előtét-ellenállás
M
U = 600 V
UR = 570 V
Um = 30 V
Előtét-ellenállások alkalmazása
VARIU
VARIU
RRRA
V
I
UR
VUAI
mm
RR
mR
3025,0120
57075,4120
75,425,05
5120
600
600 120max
I
I
D
É
I
I
D
É
É
D
állórész „elektromágnes”
forgórész„áramjárta vezető”
kommutátor„áramirányváltó”
forgási irány
szénkefe
+
-
I
Um
Ue
Uh
Um > Ue
Az ellenfeszültség
Az Ue ellenfeszültség nagysága függ:
- az állórész mágneses terének nagyságától
- a forgórész fordulatszámától
- a forgórész tekercseinek hosszától
- a forgórész tekercs menetszámától
Mitől függ az ellenfeszültség nagysága?
+
-MR4R3R2R1
U = 600 VUR = 570 V Um = 30 V Um = Uh + Ue
R1 = 1,1875 Ω
R2 = 1,1875 Ω
R3 = 1,1875 Ω
R4 = 1,1875 Ω
RR = R1 + R2 + R3 + R4 = 4,75 Ω
Ellenállásmező alkalmazása
+-MR4R3R2R1
+
-MR4R3R2R1
+
-MR4R3R2R1
+
-MR4R3R2R1
Az előtét-ellenállások kiiktatása
További ellenállás kiiktatása
1
2
3
4
5
R1
R2
R3
R4
M
+
-
álló érintkezők
indító-ellenállások
motor forgórésze
motor állórésze
kapcsolóhenger
0
mozgó érintkezők
R1
R2
R3
R4
M
+
-
álló érintkezők
indító-ellenállások
motor forgórésze
motor állórésze
kapcsolóhenger
2
3
4
5
1
0
mozgó érintkezők
Kapcsolás
R1
R2
R3
R4
M
+
-
álló érintkezők
indító-ellenállások
motor forgórésze
motor állórésze
kapcsolóhenger
1
4
5
0
3
2
mozgó érintkezők
Kapcsolás
R1
R2
R3
R4
M
+
-
álló érintkezők
indító-ellenállások
motor forgórésze
motor állórésze
kapcsolóhenger
1
4
5
0
3
2
mozgó érintkezők
Kapcsolás
R1
R2
R3
R4
M
+
-
álló érintkezők
indító-ellenállások
motor forgórésze
motor állórésze
kapcsolóhenger
1
5
0
3
2
4
mozgó érintkezők
Kapcsolás
R1
R2
R3
R4
M
+
-
álló érintkezők
indító-ellenállások
motor forgórésze
motor állórésze
kapcsolóhenger
1
0
3
2
4
mozgó érintkezők
5
Kapcsolás
+ -
M2R4R3R2R1 M1
M1
M2
+
-R4R3R2R1
A motorok soros és párhuzamos kapcsolása
+
-
M
U = 600 V
Um = 600 V
Ue
Uh
I
+
-
M
U = 600 V
Um = 600 V
Ue
Uh
If
Rs
Iá
Is
MezőgyengítésMezőgyengítés alkalmazása
13.-14. rész vége
A villamos-járművek hajtására alkalmazott egyenáramú vontatómotor úgynevezett főáramköri vagy soros motor, mert az álló- és forgórész tekercselése egymással sorosan kapcsolódik.
Ezért a forgórész teljes árama átfolyik az állórész gerjesztőtekercselésén.
Ha az álló motort a munkavezeték 600 V-os feszültségére kapcsoljuk, a motor kis értékű „belső” ellenállása miatt a motor névleges (a gyártó által szavatolt, az előírt feltételek mellett várható teljesítmény eléréséhez szükséges) áramának sokszorosa folyna, ami a motor károsodásához vezetne.
A motor indításakor az indítóáram korlátozásának érdekében a motorra kapcsolt feszültség értékét kell csökkenteni.
A munkavezeték feszültsége közvetlenül nem csökkenthető, így a motorra jutó feszültség nagyságát közvetve kell a munkavezeték feszültsége alá csökkenteni.
Ennek egyik lehetséges módja, ha a motorral sorosan előtét-ellenállást kapcsolunk, így a munkavezeték feszültsége megoszlik az előtét-ellenállás és a motor között.
A motor megindul, forogni kezd.
A motor forgórésze forgása közben metszi az állórész mágneses terének erővonalait, ezért a forgórészben, mint a generátor esetében is, feszültség indukálódik.
Ennek iránya ellentétes a motorra kapcsolt feszültség irányával, mert az őt létrehozó mozgás, változás ellen hat.
Ezt az indukált feszültséget „Ue” ellenfeszültségnek nevezzük.
Az ellenfeszültség a motorra jutó feszültséget csökkenti, így a motoron az „Uh” hatásos feszültség hajt át áramot.
A hatásos feszültség nagysága kisebb, mint a motorra jutó „Um” feszültség, ezért a motoron átfolyó áram nagysága is csökken.
A motor fordulatszáma nulláról „n” értékre nő és beáll egy egyensúlyi állapot, ahol a motor fordulatszáma tovább már nem növekszik.
A motor fordulatszámának további növeléséhez a motorra jutó feszültséget kell növelni.
Ezt úgy érik el, hogy a motorral sorosan kapcsolt előtét-ellenállás értékét csökkentik.
Ezért nem egy előtét-ellenállást, hanem több, úgynevezett ellenállásmezőből összeállított indító-ellenállásokat kapcsolnak a motorral sorosan.
Az egyes ellenállásmezők külön kapcsolóval – rövidre zárással – kiiktathatók a motor áramköréből.
Az „R1” ellenállásmező kiiktatásakor a motorra jutó feszültség, illetve a motor fordulatszáma tovább növekszik.
A fordulatszám növekedésnek következménye, hogy rövid idő alatt az ellenfeszültség is tovább nő, ami lerontja a motorra jutó nagyobb feszültséget.
Majd ismét beáll egy egyensúlyi helyzet.
A motoráram ezalatt számottevően nem változik, mert a növekvő ellenfeszültség korlátozza azt.
A motoráram közel állandó értéken tartása azért fontos, mert a motorárammal arányos a motor által leadott forgatónyomaték (vonóerő).
A gyorsítás alatt cél az egyenletesség, lökésmentesség biztosítása, amihez viszont közel állandó forgatónyomaték (vonóerő) szükséges.
A következő fokozatokban az „R2”, majd az „R3” és végül az „R4” ellenállásmező is hasonló módon kiiktatásra kerül.
Ezzel a módszerrel fokozatosan növelhető a motor fordulatszáma úgy, hogy közben a motoron átfolyó áram nagysága, így a motor forgatónyomatéka (vonóereje) közel állandó értéken maradjon.
Az összes indító-ellenállás kiiktatása után (alsó ábra) a motor a munkavezeték teljes feszültéségére van kapcsolva, tovább ilyen módon nem gyorsítható.
Az indító-ellenállások kiiktatását legegyszerűbben a vezetőfülkében lévő kapcsolóhenger segítségével végezte a járművezető.
Ezek a járművek az úgynevezett közvetlen kapcsolású járművek. Napjainkban a nosztalgia villamosok, a tehermozdonyok és a hógépek rendelkeznek még ilyen megoldással.
A henger palástján szigetelten helyezik el a mozgó érintkezőket, amelyeket a henger tengelyének végén elhelyezett kapcsolókarral mozgat, forgat a járművezető.
A henger mellett sorakoznak az álló érintkezők, amelyeket rugó nyom a henger palástjához.
A motor áramkörét ezek az érintkezők zárják, illetve nyitják.
A képen látható kapcsolóhenger „0” nulla állásban van, a motoráramkör tehát nyitott.
A kapcsolóhengert a „0” nulla állásból, az óramutató járásával megegyező irányba, az úgynevezett „1”-es fokozatba kapcsoljuk.
A „0” nulla és az „1”-es érintkezőpárok záródnak, ezért a motoron a munkavezeték feszültsége áramot hajt át.
Az áram áthalad az összes indító-ellenálláson, a motor forogni kezd, a villamos pedig elindul.
A kapcsolóhengert a „2”-es fokozatba kapcsoljuk.
Így az „1”-es és a „2”-es érintkezőpárok rövidre zárják az „R1”-es ellenállásmezőt, a motoron átfolyó áram már csak az „R2” – „R3” – „R4” ellenállásmezőkön folyik keresztül.
A motor fordulatszáma nő, a villamos gyorsul.
A kapcsolóhengert a „3”-as fokozatba kapcsoljuk.
Így az „R1” és az „R2” ellenállásmezőket kiiktattuk, a motoron átfolyó áram csak az „R3” – „R4” ellenállásmezőkön folyik keresztül.
A motor fordulatszáma tovább nő, a villamos tovább gyorsul.
A kapcsolóhengert a „4”-es fokozatba kapcsoljuk.
Így az „R1” – „R2” – „R3” ellenállásmezőket kiiktattuk, a motoron átfolyó áram már csak az „R4”-es ellenállásmezőn folyik keresztül.
A motor fordulatszáma tovább nő, a villamos tovább gyorsul.
A kapcsolóhengert az „5”-ös fokozatba kapcsoljuk.
Így az összes indító-ellenállást kiiktattuk, a munkavezeték feszültsége csak a motoron hajt át áramot.
A motor fordulatszáma tovább ilyen módon nem növelhető, a villamos tehát ezzel a módszerrel tovább nem gyorsítható.
Ha két vagy több motort kell egyszerre indítani, akkor az indító-ellenállások alkalmazása mellett a motorokat egymással sorosan kell kapcsolni.
A motorok soros kapcsolása esetén azok „belső” ellenállása összegződik, ezért kisebb értékű indító-ellenállásokra van szükség.
Az indító-ellenállások kiiktatása után a motorok fordulatszáma tovább növelhető, ha a motorokat egymással párhuzamosan kapcsoljuk.
A motorok párhuzamos kapcsolásakor a soros kapcsoláshoz képest lényeges áramerősség növekedés lép fel, amit az áramkörbe visszakapcsolt indító-ellenállásokkal lehet korlátozni.
A fordulatszám további növeléséhez az indító-ellenállásokat a soros kapcsoláshoz hasonlóan, fokozatosan kell kiiktatni.
Ha az indító-ellenállások kiiktatása után a munkavezeték teljes feszültségét a motorra kapcsoltuk, a fordulatszám további növelése érdekében mezőgyengítést, más néven söntölést alkalmazhatunk.
Ennek lényege, hogy a motor állórészével párhuzamosan bekapcsoljuk a mezőgyengítő (sönt) ellenállást, így a motor forgórészén áthaladó áram egy része a motor állórészén, másik része a mezőgyengítő (sönt) ellenálláson folyik keresztül.
Ennek hatására a motor állórészének mágneses tere gyengül, ezért nevezik ezt a módszert mezőgyengítésnek.
A gyengébb mágneses térben a forgórészben kisebb ellenfeszültség indukálódik, ami kevésbé rontja le a motorra kapcsolt feszültséget.
A motor forgórészén ezért az „Uh” hatásos feszültség nagyobb erősségű áramot hajt át, ami a fordulatszám további növekedését okozza.
A motor állórészének mezőgyengítése a motor forgatónyomatékának csökkenését okozza, ezért csak egy bizonyos mértékig alkalmazható.
A mezőgyengítést alkalmazhatjuk egy vagy több fokozatban, illetve két vagy több motor esetén a soros, illetve a párhuzamos kapcsolás esetében is, ha az indító-ellenállásokat már kiiktatták.