4.9.1. Đảo chiều từ thông
Chiều từ lực tác dụng vào dòng điện đợc xác định theo quy tắc bàn tay trái. Khi đảo chiều từ thông hay đảo chiều dòng điện thì lực từ có chiều ngợc lại. Vậy muốn đảo chiều quay của động cơ điện một chiều có thể thực hiện một trong hai cách sau.
Hoặc đảo chiều từ thông (qua đảo chiều dòng điện kích từ).
Hoặc đảo chiều dòng điện phần ứng.
Trong dây truyền cán động cơ sử dụng hệ truyền động với công suất lớn (vì công suất kích từ chỉ khoảng 18% công suất truyền động) và hầu nh không
đảo chiều nên ta sử dụng phơng pháp đảo chiều bằng từ thông.
Hình 4.20. Sơ đồ đảo chiều động cơ bằng kích từ
Phơng pháp đảo chiều từ thông thực hiện nhẹ nhàng vì mạch từ thông có công suất nhỏ hơn mạch phần ứng. Tuy vậy cuộn kích từ có số vòng dây lớn, hệ số tự cảm lớn do đó thời gian đảo chiều tăng lên (thời gian quá độ lớn) nên phơng pháp đảo chiều từ thông tốc độ tăng qúa, không tốt.
4.9.2. Sơ đồ mạch kích từ
Hình 4.21. Sơ đồ mạch kích từ
Hoạt động của sơ đồ: Hai mạch chỉnh lu hoạt động riêng biệt. Mạch này hoạt động (đợc phát xung điều khiển) thì mạch lại hoàn toàn nghỉ (bị ngắt xung điều khiển). Vì vậy loại trừ đợc hiện tợng dòng quẩn và không cần cuộn kháng cân bằng. Song quá trình đảo chiều cần có thời gian chết (nhỏ nhất là vài ms) để cho van của mạch phải ngừng hoạt động kịp phục hồi tính chất khoá rồi mới bắt đầu phát xung cho mạch kia hoạt động. Vì vậy cần có một khối logic điều khiển đảo chiều tin cậy.
4.9.3. Quá trình đảo chiều.
Khi ta nhấn nút dừng cắt nguồn động cơ ngừng hoạt động. Nhng theo quán tính động cơ còn chạy một thời gian sau mới ngừng hẳn. Vì vậy nó sinh ra một năng lợng trong mạch phần ứng. Muốn làm mất năng lợng đó ta phải mắc một điện trở R để triệt tiêu năng lợng phát sinh đó.
Khi bắt đầu đóng điện cho động cơ, tốc độ động cơ bằng không nên dòng điện động cơ Im= Uđm
R = (10 - 20) Iđm rất lớn tạo ra mô men ngắn mạch.
®m
nm ®m ®m n m
M M K .R K I
= = φ R = φ
Cũng rất lớn và có thể gây ra hậu quả xấu. Mô men mở máy quá lớn sẽ tạo ra các xung lực động làm hệ truyền động bị giật, không tốt về mặt cơ học, hại máy, có thể gây ra nguy hiểm gẫy trục, vỡ bánh răng.
Mmm = Mnm = K. φdm. Imm.
Vậy, để đảm bảo an toàn cho động cơ và các cơ cấu truyền động cũng nh tránh ảnh hởng xấu tới lới điện, phải hạn chế dòng điện khi mở máy, không cho vợt mức giá trị Imm =(1,5 - 2,5)Iđm.
Nghĩa là phải thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng Rp sao cho.
( )
®m ®m
mm ®m
p
U U
I 1,5 2,5 I
R R R Σ
= = −
+ P lớn thì chọn Imm nhỏ
Trong quá trình mở máy, tốc độ động cơ ω tăng, sức điện động của
động cơ E = K.φω càng tăng dần và dòng điện động cơ bị giảm.
P
I U E
R R
= − +
Do đó mô men động cơ giảm.
ω ω ω ω
Σ = Ρ+
a. Đồ thị đặc tính cơ lúc mở máy b. Sơ đồ mở máy động cơ điện một chiều KTĐL Hình 4.22
Do đó mô men động cơ này cũng giảm. Động cơ mở máy theo mũi ten trên đờng đặc tính cơ 1 (Hình 4.22).
Nếu cứ giữ nguyên Rp trong mạch phần ứng thì khi động cơ giảm từ Mmm xuống bằng MC, động cơ sẽ quay ổn định với tốc độ thấp ωB.
Do vậy, khi mô mên giảm đi 1 mức nào đó thì phải cắt điện trở Rp trong mạch phần ứng nhờ đồng tiếp điểm K để động cơ trở về làm việc (hãy tiếp tục mở máy) trên đặc tính tự nhiên tại điểm E. Lúc này mô men động cơ ME lại lớn hơn nhiều mô men tải MC nên động cơ tiếp tục tăng tốc nhanh tới điểm A thì Mđ = Mc và động cơ sẽ chạy ổn định với tốc độ ωA .
Khi đóng tiếp điểm K để cắt điện trở phụ Rp ra khỏi mạch rôto thì ngay lập tức động cơ chuyển từ điểm làm việc D trên đặc tính cơ nhân tạo 1 sang làm việc trên đặc tính cơ tự nhiên 2, do quán tính cơ khi chuyển đặc tính, tốc
độ động cơ không kịp thay đổi trong một khoảng thời gian quá ngắn nên đoạn chuyển đổi DE là nằm ngang.