استخدام DC Motors في المناجم: التشغيل والتفتيش والصيانة

بعد قراءة هذه المقالة سوف تتعلم عن: - 1. مقدمة لمحرك DC المستخدم في المناجم 2. بطاريات قاطرة لمحرك DC 3. محطة شحن لمحرك DC 4. أجزاء 5. عملية 6. أنواع 7. بدء تشغيل DC المحرك 8. الكبح الكهربائي 9. محركات اللف DC 10. فحص وصيانة محركات DC 11. أجهزة الكشف عن الخلل.

محتويات:

مقدمة لمحرك DC المستخدم في المناجم
قاطرة بطاريات محرك DC
محطة شحن لمحرك DC
أجزاء من محرك DC
تشغيل محرك DC
أنواع محركات التيار المباشر
بدء تشغيل محرك DC
الفرملة الكهربائية
محركات DC المتعرجة
فحص وصيانة محركات DC
جداول اكتشاف الأعطال

1. مقدمة لمحرك DC المستخدم في المناجم:

في المترو ، يتم تشغيل معظم القاطرات الكهربائية المستخدمة بمحركات التيار المباشر العاملة من مصدر ثانوي للبطارية. عادة ما تستخدم المحركات سلسلة DC ، حيث يتم ربط أذرعها بشكل دائم مع عجلات القيادة لمنع أي احتمال لبطء حملها.

لدى معظم القاطرات محركان للقيادة ، واحد في كل طرف ؛ في بعض القاطرات ، يتم توصيل اثنين من المحركات في سلسلة ، وفي حالات أخرى يتم توصيلها بالتوازي.

وقد تم تجهيز كل محرك ببنك مقاومات بدء التشغيل ، ويقوم السائق بإزاحتها تدريجياً عن طريق تحويل مقبض التحكم الخاص به إلى أن تصبح جميع المقاومات خارج الدائرة عندما تسير القاطرة بأقصى سرعة. يستخدم السائق المقاومات نفسها كوسيلة للتحكم في سرعة القاطرات.

2. بطاريات قاطرة لمحرك DC:

البطاريات التي يحملها قاطرة هي من نوع حمض الرصاص. عند شحن البطارية بالكامل ، يجب أن تقوم بتخزين الطاقة الكافية لتشغيل القاطرة لمدة لا تقل عن ثلاث إلى خمس ساعات. في الواقع ، البطاريات التي لديها القدرة المطلوبة هي بالضرورة ضخمة ، وعادة ما تشكل جزءا كبيرا من قاطرة.

3. محطة شحن لمحرك DC:

عندما يتم استنفاد الشحنة المفيدة للبطاريات تقريبًا ، يتم نقل القاطرة إلى محطة شحن أرضية حتى يمكن شحن البطاريات. تقف البطاريات على منصة على هيكل السيارة. مع بعض أنواع القاطرات ، يتم تزويد منصة مع بكرات بحيث يمكن دفع البطاريات عبر منصة بجانب القاطرة بطريقة مماثلة.

بدلا من ذلك يمكن تحميل البطاريات وتفريغها عن طريق الأشرطة أو الرافعات. وأثناء وجوده في محطة الشحن ، يتم وضع البطاريات على البطارية وتوجيه أي اهتمام يحتاج إليه.

يتم التحكم في شحن البطاريات بعناية من أجل تقليل معدل إنتاج الهيدروجين. خلال الجزء المبكر من فترة الشحن ، يتم تمرير تيار شحن ثقيل عبر البطارية. بعد مرور حوالي خمس ساعات ، يبدأ الغاز ، وإذا استمر معدل الشحن الثقيل ، سيتم إعطاء كميات خطرة من الهيدروجين.

وبالتالي ، فإن الشحنة تكتمل بتيار مخفض. ﻳﺘﻢ إﻧﺘﺎج اﻟﻬﻴﺪروﺟﻴﻦ أﺛﻨﺎء ﻓﺘﺮة اﻟﺸﺤﻦ اﻟﺤﺎﻟﻲ اﻟﻤﻨﺨﻔﻀﺔ ﺑﺎﻟﻜﺎﻣﻞ ، وﻟﻜﻦ ﻳﺘﻢ ﺗﻌﺪﻳﻞ ﺗﻴﺎر اﻟﺸﺤﻦ ﺑﺤﺬر ﻟﻜﻲ ﺗﺒﻘﻲ اﻟﺘﺮوس إﻟﻰ اﻟﺤﺪ اﻷدﻧﻰ. يتم التحكم في تهوية محطة الشحن بعناية لضمان عدم تراكم الهيدروجين. فترة الشحن الإجمالية للبطارية قاطرة هي من 8 إلى 10 ساعات.

4. أجزاء من محرك DC:

الجزءان الرئيسيان من محرك التيار المباشر هما جزء دوار يدعى المحرك ، و جزء ثابت يسمى الحقل. بالإضافة إلى ذلك ، يوجد مبدل يعمل على عمود المحرك ، يتم من خلاله تزويد التيار بلفائف المحرك ومجموعة من الفرش التي تتلامس مع العاكس وتكمل دائرة إلى المحرك.

الآن دعونا نرى ما هي الأجزاء الهامة من المحركات DC. ويرد وصف موجز أدناه:

(1) المحرك:

يتكون المحرك من قلب أسطواني مبني من صفائح حديد خفيفة ، ومثبت على عمود من الصلب. يحمل المحمل لفًا ، يتم عادةً وضع الموصلات في فتحات طولية مقطوعة في السطح الخارجي للنواة. الموصلات الفردية معزولة عن بعضها البعض وعن القلب.

عادة ما يتم الاحتفاظ بها في مكانها بواسطة أسافين من الخشب أو العزل المقولب مثل الباكيلت prespahn الذي يختم النهايات المفتوحة للفتحات. يتم تثبيت اللفافات وأوتاد الفتحات في مكانها عن طريق أشرطة من الصلب أو الأسلاك ، لمنعهم من الطيران عند دوران المحرك بسرعة ، كما هو موضح في الشكل 16.1. ويدعم رمح المحرك عن طريق تحمل في كل من الطرفين ومختومة مع قبعات تحمل الداخلية والخارجية.

(2) العاكس:

ويتكون العاكس من جزء دائري مبني من قطع نحاس ، معزولة عن بعضها البعض بأوراق رقيقة من الميكا عالية الجودة. عادة ما يتم تثبيت القطع في مكانها عن طريق تثبيتي مثبتين مثبتين بإحكام بواسطة مسامير ، أو صامولة قرص كما هو موضح في الشكل 16.2.

يتم تشكيل سطح العاكس المستدير إلى تشطيب ناعم للغاية ، بحيث يمكن للفراش المحمل على سطحه أن يكون ملامسًا كهربائيًا جيدًا ، حيث يدور دوران المحرك ، مع أقل قدر ممكن من الاحتكاك والاهتزاز والهزاز. يتم توصيل كل جزء من العاكس إلى نقطة في لفائف المحرك.

عادةً ما يكون قلب المحرك أكبر من قطره من العاكس ، وبالتالي فإن التوصيلات مصنوعة من قضبان نحاسية تشع من عاكس التيار. تسمى الصلات بالموصلات أو العاكس radius.

(3) نير الميدان:

يتكون الحقل من اللفات المصممة لإنشاء حقل مغناطيسي ساكن مكثف عند توصيله بالعرض. في الواقع يتم وضع اللفات الحقل في اسطوانة أجوف أو نير. قطع القطب ، أو أحذية قطب ، مبنية من تصفيح من الحديد الناعم ، يتم تثبيتها داخل النير ويتكون الحقل المتعرج من لفائف جرح حول قطع القطب.

يوضح الشكل 16.3 النير مع حقل محرك التيار المستمر. يعطي الشكل وجهة نظر متساوي القياس بسيطة من نير.

(4) فرشاة والعتاد:

في محرك تيار مستمر ، يتم توريد التيار إلى المحرك من خلال فرش الكربون التي تتحمل على سطح العاكس. عادة ما تكون الفرشاة مستطيلة في القسم ، ويتم وضع نهاية للأسد على قوس العاكس من أجل ضمان أقصى منطقة تلامس ، وبالتالي ، الحد الأدنى من مقاومة التلامس.

الشكل 16.4 (أ) يُظهر فرشاة كربون واحدة. يتم وضع الفرشاة في حامل فرشاة مفتوح العضوية (أو مربعات فرشاة) حيث تكون نوبة دافئ ، ولكنها حرة في الشريحة. يتحمل الرافعة الربيعية أو الرافعة المحملة على الطرف العلوي من الفرشاة ، مما يجعل الفرشاة ملامسة لسطح العاكس.

إن الضغط الذي يمارسه الربيع كافٍ للحفاظ على اتصال كهربائي جيد بين الفرشاة والعازف ومنع الفرشاة من الارتداد. يوضح الشكل 16.4 (ب) الفرشاة في حامل فرشاة ، للرجوع إليها بسهولة.

يتم توصيل كل فرشاة إلى طرف ثابت بواسطة موصل مضفر من النحاس المرن. أحد طرفي الموصل مدمج في الجزء العلوي من الفرشاة ، أما الطرف الآخر فيحتوي على علامة طرفية يتم استخدامها لتثبيته إلى الجهاز.

عموما يتم تقسيم الفرش إلى عدد من المجموعات. قد تتكون مجموعة على محرك صغير من فرشاة واحدة ، ولكن على جهاز أكبر ، ستتكون مجموعة من فردين أو أكثر مما يجعل الاتصال مع العاكس في نفس الوضع الشعاعي.

يتم تركيب مجموعات الفرشاة في حلقة فرشاة معزولة يتم تثبيتها في الجزء السفلي أو مبيت المحرك. يعتمد عدد مجموعات الفرشاة المطلوبة بواسطة المحرك على الطريقة التي يتم بها تلف عضو المحرك. يتم استخدام نوعين من لفائف المحرك بشكل عام ، أي لف اللفة وملف الموجة.

اللفة اللفة:

في هذا النوع ، يتم إرجاع الموصلات مرة أخرى على نفسها ، وتشكيل سلسلة من الحلقات (أو "لفات" كما يطلق عليه بشكل فضفاض) أو لفات حول المحرك ، يتم توصيل الحلقات المجاورة لشرائح العاكس المجاورة.

عدد المسارات الحالية من خلال لفائف المحرك يساوي عدد الأقطاب الرئيسية في الحقل ، بحيث يكون لدى المحرك نفس عدد مجموعات الفرشاة كأعمدة المجال. مجموعات الفرشاة متساوية التباعد حول المبدل ومتصلة بخطوط الإمداد الموجبة والسالبة.

لفات الموجة:

في هذا النوع من اللفات يتم جرح الموصلات للأمام في موجات حول الحافظة (وبالتالي اسم موجة اللف) ، بحيث يقوم كل موصل "بزيارات" كل قطب من الحقل بدوره. لا يوجد سوى مسارين حاليين من خلال لف عجلة المحرك بحيث يحتاج الجهاز إلى مجموعتي فرشاة فقط ، بغض النظر عن عدد أعمدة المجال.

يعتمد تباعد مجموعات الفرش على ^- عدد الأعمدة؛ على جهاز ذو أربعة أقطاب ، سيتم وضع مجموعات الفرشاة بزوايا قائمة.

5. تشغيل محرك DC:

نحن نعلم من المبدأ الأول أن الموصل الذي يحمل تيارًا وموضعًا في مجال مغناطيسي سيميل إلى التحرك في جميع أنحاء المجال المغناطيسي. يعتمد اتجاه الحركة على اتجاه التيار في الموصل وقطبية الحقل وفقًا لقاعدة محركات اليد في فليمنغ.

في الواقع ، قوة المجال المغناطيسي وقوة التيار المتدفق في الموصل معاً تحدد قوة القوة التي تعمل على الموصل.

في محرك تيار مستمر ، يتم إنتاج حقل مغناطيسي ثابت من خلال التيار المتدفق في ملفات المجال. وبالتالي فإن الموصلات الموجودة في المحرك التي تقع تحت قطب الحقل تتواجد في حقل مغناطيسي مكثف. إذا تدفق التيار في هذه الموصلات تعمل قوة عليهم.

يمكن توجيه اتجاه التيار في الموصلات بحيث تعمل القوات في نفس الاتجاه حول المحرك. ثم يتم تطوير عزم الدوران الذي يدور في المحرك. هذا ، في الواقع ، هو أبسط وصف. لمزيد من التفاصيل ، يمكن الإشارة إلى الكتب التي تتناول على نطاق واسع مع النظرية.

تخفيف:

خلال ثورة المحرك ، في أي لحظة ، تتم صناعة الدارات من خلال المحرك المتعرج من أجزاء المبدل الملامسة للفرش الإيجابية ، من خلال الموصلات مباشرة تحت القطبين ، إلى قطع متصلة بفرش سالبة. مع دوران المحرك ، تأتي الموصلات الجديدة تحت كل عمود ، وتتصل الأجزاء الجديدة بكل مجموعة من الفرش.

عندما يتحرك موصل بعيدًا عن القطب الشمالي ، على سبيل المثال ، فإن الدائرة التي تمر عبره مقطوعة بشرائح العاكس المارة من تحت الفرش. مع استمرار دوران المحرك ، يأتي هذا الموصل تحت القطب الجنوبي. اكتمال الدائرة مرة أخرى من خلال ذلك من قبل نفس اثنين من القطع العاكس تأتي تحت فرش قطبية معاكسة.

يتدفق التيار خلال الموصل في الاتجاه المعاكس. لذلك ، يواصل الموصل تطوير عزم الدوران في نفس الاتجاه. بما أن الموصلات تمر بالتناوب تحت أقطاب من القطبية المقابلة ، يحمل كل موصل ، في الواقع ، تيار متناوب.

والهدف من تخفيف هو الحفاظ على المسارات الحالية للالفولاذ المتعرج ثابتة في الفضاء إلى أقصى حد ممكن ، في حين يدور المحرك نفسه بحيث يتم تطوير عزم الدوران باستمرار. يوضح الشكل 16.5 هذه النقطة. لاحظ ، مع ذلك ، أنه قد تم تبسيط ترتيب التسليح للمساعدة في التوضيح ، ولا يقدم لفائف المحرك التشغيلي.

عكس الدوران:

يتم عكس اتجاه دوران محرك ADC عن طريق عكس الاتصالات إلى المجال أو الفرش. يظل اتجاه الدوران متماثلاً إذا تم عكس مجموعتي الاتصالات.

رجوع EMF:

عندما يدور دوران المحرك داخل المجال المغناطيسي ، يتم تحفيز emfs في موصلاتها بسبب الحركة النسبية بين الموصلات والحقل. إن قوة emf المستحثة في أي لحظة في أي موصل تعارض تيار قيادة emf خلال ذلك الموصل. وبالتالي فإن emf المستحث هو emf الخلفي

تشكّل emfs الخلفية في الموصلات الفردية بشكل مشترك مولد طاقة خلفي ، حيث تعارض جهد التغذية المتصل عبر الفرش. تتناسب قوة emf الخلفي في المحرك مع قوة المجال وسرعة دوران المحرك. نظرًا لأن مقاومة لفائف المحرك منخفضة (أقل من 1.0 أوم بشكل عام) ، فإن عامل التردّد العكسي الخلفي هو العامل الرئيسي في الحد من تيار الدائرة.

سرعة:

عندما يكون المحرك يعمل ، فإن الفرق المحتمل الذي يدفع التيار خلال لفائف المحرك سيكون الفرق بين جهد الإمداد عبر الفرش والجزء الخلفي الإجمالي من المحرك. ولكي يحرك المحرك حمولته ، يجب أن يكون التيار المتدفق فعليًا في الحافظة كافياً لإنتاج عزم الدوران اللازم. لذلك ، فإن السرعة التي يعمل بها المحرك هي التي تسمح فيها emf الخلفية بالتيار الكافي للتدفق خلال المحرك ، لإنتاج عزم الدوران اللازم لدفع الحمل.

ومع ذلك ، تتأثر السرعة إلى حد كبير بعدة عوامل كما هو موضح أدناه:

1. تحميل:

إذا زاد الحمل ، وكان عزم الدوران الذي يتم إنتاجه غير كافٍ لقيادته ، عندئذ يتباطأ دوران المحرك. في سرعة أبطأ يتم خفض emf الخلفي وتدفق أكثر الحالي ، بحيث يتم إنتاج عزم الدوران المتزايد لدفع الحمل الإضافي. وبالعكس ، إذا تم تقليل الحمل ، يلزم وجود عزم دوران أصغر ، وبالتالي ، أقل تيارًا لقيادته. ثم يسرع المحرك ، ويزيد في نهاية المطاف emf الخلفي

2. الجهد المطبّق على المحرك:

يتدفق التيار المتدفق في المحرك إلى الفرق بين الجهد المطبق والجهد للوحدة emf الخلفية في حالة زيادة الفولطية المطبقة على المحرك ، يزداد الفرق بينها وبين Emf الخلفي ، وكذلك يتدفق التيار في المحرك.

تزداد سرعة المحرك ، واستعادة الفرق بين الجهد المطبق والجهد العكسي على العكس من ذلك ، في حالة انخفاض الفولتية المطبقة على المحرك ، عندئذ يتباطأ دوران المحرك بحيث يتم تقليل emf الخلفي.

3. قوة المجال:

إذا زادت قوة الحقل ، تزداد قوة emf المستحثة عند أي سرعة دوران. ينقص تيار المحرك وكذلك عزم الدوران. لقيادة حمله ، لذلك ، يجب تدوير المحرك ببطء أكثر. وعلى العكس من ذلك ، إذا تم تقليل قوة الحقل ، يتم تقليل إمالة emf الخلفية بأي سرعة دوران ويزداد تيار المحرك.

وبالتالي ، يميل المحرك إلى دفع حمله بشكل أسرع إذا تم تقليل شدة المجال. ومع ذلك ، نظرًا لأن عزم الدوران يعتمد على قوة الحقل وقوة تيار المحرك ، يلزم وجود تيار أكثر في المحرك لدفع حمولة معينة ، إذا تم تقليل شدة المجال.

4. رد فعل حديد التسليح:

عندما يعمل المحرك ، يدور التيار في لفائف المحرك وينشئ مجالًا مغناطيسيًا. تعتمد قوة مجال التسليح على قوة التيار المتدفق في المحرك ، وبالتالي على عزم الدوران الذي يمارسه المحرك.

الحقل الذي تم إنشاؤه بواسطة المحرك يكون ثابتًا في الفضاء ولكن قطبيته لا تتطابق مع قطبية الحقل الرئيسي. إن الحقل الفعال الذي يعمل فيه المحرك هو نتيجة الحقل الرئيسي وحقل التسليح كما هو موضح في الشكل 16.6.

لا يتطابق محور قطبية الحقل الناتج مع محور قطع الأعمدة الميكانيكية ، ويتفاوت موضعها مع الحمل المدفوع بواسطة المحرك. يطلق على تشويه المجال الفعال للمحرك تفاعل الحركة.

5. فرشاة الموقف:

يجب وضع الفرش حول العاكس بطريقة يتم فيها تغيير اتجاه التيار في كل موصل بينما يكون الموصل في وضع محايد بين قطعتين. إذا كان موضع الفرشاة غير صحيح ، يحدث التغيير في الاتجاه الحالي تحت عمود ؛ بحيث يتدفق التيار في الاتجاه الخطأ لجزء من الوقت يكون الموصل تحت القطب.

يحدث التثقيب الثقيل عند الفرش ، ومن المرجح أن يتحمل المبدل نتيجة لذلك. الأقطاب التي تمر بها الموصلات هي أقطاب الحقل المغناطيسي الفعال وليست قطب قطب الحقل الفيزيائي.

المجال المغناطيسي الفعال هو الناتج بين المجال المغناطيسي الذي تنتجه اللفافات الحقلية والتي ينتجها المحرك. وبالتالي يتم تحديد الموقع الدقيق للأقطاب الفعالة ، وبالتالي ، الموضع الصحيح للفرش ، بواسطة قوة تيار المحرك.

نظرًا لأن قوة تيار المحرك يتم تحديدها من خلال سرعة المحرك والحمل المدفوع ، فإن الموضع الدقيق للأقطاب الفعالة ، وبالتالي ، موضع الفرشاة الصحيح ، يعتمد أيضًا على السرعة والحمل. محرك تيار مباشر على النحو الموصوف حتى الآن ، مع فرش في موضع ثابت ، يمكن بالتالي أن يعمل بكفاءة بسرعة وسرعة واحدة فقط.

6. فرشاة هزاز:

تتمثل إحدى طرق استيعاب تغيير موضع الحقل الناتج في تحريك الفرش في حلقة الفرشاة التي يمكن تدويرها (أو هزها) حول محور العاكس. وبالتالي ، يمكن ضبط موضع الفرش لأي حمولة يحدثها المحرك.

هذه الطريقة مناسبة فقط للمحركات التي تستخدم لقيادة الحمل بسرعة ثابتة وعند حدوث تغيرات في الحمل على فترات غير متكررة. إنه غير مناسب للمحركات التي يتم تشغيلها تحت ظروف تحميل وسرعة متفاوتة ونادراً ما تستخدم في الآلات الحديثة.

7. inter-poles:

إن المحركات المصممة للتشغيل بسرعات متفاوتة ، أو لأخذ أحمال مختلفة على نطاق واسع ، عادة ما يتم توفيرها مع أقطاب inter-poles أي أقطاب صغيرة يتم وضعها بين القطبين الرئيسيين في الحقل لاستقرار الحقل الناتج. تعمل الأقطاب الداخلية على إنشاء حقل مغنطيسي يعارض تأثير رد فعل المحرك.

ترتبط اللفائف في سلسلة مع المحرك بحيث تزداد قوة الحقل بين القطب أو تقل مع قوة رد فعل حديد التسليح. تعمل الأجزاء الداخلية على تثبيت المجال المغناطيسي الفعال على مجموعة من الأحمال والسرعة. يظل موضع الفرشاة واحدًا صحيحًا على هذا النطاق حتى يتمكن المحرك من دفع الأحمال المختلفة بكفاءة وبدون إشعالها في الفرش.

6. أنواع محركات التيار المباشر:

قد يتم توصيل لفات المجال للمحرك في سلسلة مع المحرك أو في موازاة ذلك. تنتج هاتان الطريقتان للتوصيل الميداني نوعين مختلفين من المحركات ذات الخصائص المختلفة. نوع ثالث من المحركات يجمع بين خصائصها.

1. تحويلة للسيارات:

ترتبط اللفات الحقل بالتوازي مع المحرك كما هو موضح في الشكل 16.7. لذلك ، يتم توصيل كل من المجال والجهد مباشرة عبر العرض. التيار المتدفق في ملفات المجال ثابت ، بحيث تكون شدة المجال ثابتة أيضًا.

ويعتمد التيار الحالي في المحرك ، وبالتالي سرعة المحرك ، على الحمل ، ولكن تغير السرعة اللازم عادة ما يكون نسبة صغيرة إلى حد ما من السرعة الكلية للمحرك. لذلك ، يتم استخدام محرك تحويلة حيث تتطلب سرعة ثابتة تقريبًا عبر نطاق واسع من التحميل.

2. سلسلة المحركات:

في الشكل 16.7 (ب) ، يتبين أن لفات المجال متصلة في سلسلة مع المحرك. وبالتالي يتم تحديد تيار الحقل ، وبالتالي شدة المجال ، بواسطة تيار التسليح. عندما يكون تيار المحرك مرتفعًا ، يكون الحقل قويًا ، وعندما يكون تيار المحرك منخفضًا ، يكون الحقل ضعيفًا.

تختلف سرعة المحرك المتسلسل بشكل كبير مع الحمل. عند قيادة حمولة ثقيلة ، يلزم وجود تيار ثقيل. الحقل بشكل طبيعي قوي ، ويتم تحفيز قوة دفع خلفية قوية بسرعة بطيئة إلى حد ما بحيث يتحول المحرك ببطء. في حالة الأحمال الخفيفة ، يلزم وجود تيار أصغر في الحافظة بحيث يكون الحقل ضعيفًا.

وبالتالي ، فإن المحرك يصل إلى سرعة عالية قبل أن يتم حث emf الخلفي المطلوب. يتم استخدام محرك متسلسل حيث يتطلب التحكم في السرعة وعزم دوران انطلاق ثقيل ، كما هو الحال في محرك السحب لقاطرة كهربائية. في الواقع ، يجب ألا يسمح للمحرك التسلسلي بالتشغيل بدون حمولة لأنه عرضة للتسلل عن السيطرة وقد يكون المحرك في خطر التفكك ويتسبب في تلف خطير للعزل.

3. المحرك المركب:

في هذا النوع من المحركات ، هناك نوعان من اللفات الميدانية ، واحدة في سلسلة مع الحافظة وواحدة متوازية معها ، كما هو موضح في الشكل 16.7 (ج). محرك مركب ، في الواقع ، يمكن ، مثل محرك سلسلة ، بذل عزم دوران ثقيل بسرعات بطيئة ، ولكن يتم منعه من خلال التحويلة المتعرجة من السباق عندما يكون خارج الحمولة.

7. ابتداء من محرك DC:

يمكن تشغيل بعض محركات التحويلة من خلال توصيل الإمداد بالمحرك مباشرة. لفائف المحرك لديها مقاومة منخفضة جدا عادة أقل من 1 أوم. في لحظة بدء التشغيل لا يوجد emf back إذا تم توصيل فولطية الإمداد الكاملة إلى المحرك ، فإن تيارًا ثقيلًا جدًا سوف يتدفق ، وقد يحترق المحرك قبل أن يبدأ الدوران.

وبالتالي ، يتم توصيل المقاومة في سلسلة مع المحرك للحد من التيار عند البدء. يتم تقليل المقاومة تدريجياً مع تسارع المحرك ، وقطع الدائرة بالكامل عند الوصول إلى سرعة تشغيل كاملة ، كما هو موضح في الشكل 16.8. ومع ذلك ، يمكن بدء تشغيل سلسلة أو محرك الجرح المركب عن طريق التبديل المباشر ، لأن المقاومة المدمجة لحقل السلسلة والحديد كافية لمنع تدفق تيار قوي بشكل خطير.

من غير المحتمل أن تكون المقاومة الكلية للمحرك أكثر من عدد قليل من الأوم ، بحيث يكون تيار البدء أكبر بعدة مرات من تيار الحمل الكامل. ونتيجة لذلك ، يكون عزم بدء التشغيل عظيماً جداً ، مثلاً ، عزم دوران الحمل الكامل بسبعة أو ثمانية أضعاف ، بحيث تكون هناك حاجة إلى مقاومة انطلاق للحد من عزم الدوران هذا كما هو موضح في الشكل 16-8. (ب) يتم تقليل المقاومة تدريجيا مع تسارع المحرك.

التحكم في السرعة:

يمكن تقليل سرعة محرك التحويلة باستخدام مقاومات البدء في السلسلة مع المحرك كما هو موضح في الشكل 16.8 (أ). في الواقع ، في هذه الطريقة ، تقلل الزيادة في مقاومة السلسلة من سرعة المحرك والعكس بالعكس. ومع ذلك ، فإن طريقة المؤلف للتحكم في سرعة محرك التحويلة هي توصيل مقاومة متغيرة في سلسلة مع الحقل كما هو موضح في الشكل 16.9. (ا). تستخدم هذه المقاومة لتغير تيار الحقل وبالتالي قوة الحقل.

أي زيادة هنا في المقاومة يزيد من سرعة المحرك ، (ولكن يقلل الحد الأقصى للحمل سيدفع المحرك) والعكس بالعكس. بالنسبة إلى سلسلة أو محرك مركب ، يتم التحكم في السرعة بواسطة مقاومة متغيرة في سلسلة مع المحرك بأكمله [انظر الشكل 16.8. (ب)] ، أو بالتوازي مع مجال السلسلة [انظر الشكل 16.9. (ب)]. تؤدي زيادة المقاومة إلى انخفاض سرعة المحرك والعكس.

8. الكبح الكهربائي:

يمكن استخدام المحركات لتطبيق عزم الكبح على الحمل. هناك نوعان من الكبح يستخدمان بشكل شائع: ديناميكي وتجديدي. في الكبح الديناميكي ، يتم استخدام المحرك كمولد ويتم تصنيعه لتغذية الطاقة الكهربائية إلى حمل مقاوم. هذه الطاقة تبدد كحرارة. يستخدم الكبح التجديدي المحرك كمولد ولكنه يغذي الطاقة الكهربائية مرة أخرى في مصدر الطاقة.

الكبح الديناميكي أكثر مرونة من الكبح المتجدد ولكنه يعطي مشكلة تبديد الحرارة من المقاوم. إنه أقل كفاءة من الكبح المتجدد وهو شكل الكبح الذي يتم تبنيه على العديد من اللفافات. الكبح التجديدي هو الشكل المستخدم على محركات DC اللفاف ، والطاقة التي يتم إزالتها من إعادة الناقل إلى الراحة التي يتم إرجاعها إلى مصدر الطاقة.

9. محركات DC المتعرجة:

يجب أن يكون أي محرك تيار مستمر ، يستخدم في تشغيل محرك لف الكبريت ، مناسبًا للتشغيل إما في الاتجاهات الأمامية أو العكسية وقادر على إنتاج أقصى عزم دوران للإنتاج في جميع السرعات ، من الجمود إلى السرعة الكاملة.

يختلف اتصال ملفات المجال على مثل هذا المحرك عن الأنواع السابقة وهي كما يلي:

(أ) تكون الملفات على الأعمدة الرئيسية مشابهة لنوع التحويلة ولكنها متصلة بإمدادات فولطية ثابتة منفصلة.

(ب) ترتبط الأقطاب الداخلية في سلسلة مع المحرك كما في الأنواع السابقة.

(ج) يتم استخدام لفائف تعويضية تتكون من قضبان نحاسية معزولة وتدخل في فتحات في وجوه القطبين الرئيسيين بحيث تكون أقرب ما يمكن إلى المحرك. ترتبط نهايات الشريط بشريط نحاسي معزول ومكون لإعطاء اللفة ، وهي متصلة في سلسلة مع المحرك. يعمل هذا اللف على إبطال مفعول تفاعلات حديد التسليح الموصوفة سابقًا.

يشار إلى هذا النوع من المحركات عادة باسم "متحمس بشكل منفصل" ، وضمن حدود صغيرة (بسبب الفقد وقطرات RI) يتناسب طرديا مع قيمة جهد التيار المعدل (والقطبية) ، في جميع عزم الدوران الناتج من صفر إلى أقصى . في الواقع ، يتناسب عزم الدوران الناتج مع تيار المحرك. سيتبين أنه من خلال توريد تيار المحرك من مصدر الجهد المتغير يمكن التحكم في سرعة المحرك.

هذا النوع من الآلات يفسح المجال بشكل مثير للإعجاب للواجبات التي تتطلب التحكم الدقيق في السرعة أثناء التسارع والتخلف في الاتجاهات الأمامية والعكسية مثل اللفافات أو المطاحن الدوارة.

هناك ، في الواقع ، طريقتان شائعتان في الاستخدام للحصول على جهد التيار المستمر المتغير للتحكم في السرعة لمحرك التيار المستمر ، وهما:

(1) نظام وارد ليونارد ، و

(2) نظام المعدل.

(1) التحكم عن طريق نظام وارد ليونارد:

في هذا النظام ، يتم الحصول على الجهد المتغير من مجموعة مولد المحرك التي تتكون أساسًا من محرك ذو سرعة ثابتة ثابتة (أي الحث الانقلابي ، أو نوع متزامن) مقترنًا بشكل قوي وميكانيكي إلى مولد DC متحمس بشكل منفصل. يتم شرح النظام بطريقة تخطيطية في الشكل 16.10.

تقترن طرفيات خرج مولد التيار الكهربائي كهربائياً بأجهزة الإدخال لمحرك التيار المستمر لتشكيل دارة حلقة حديدية ثقيلة. وبالتالي ، تعتمد سرعة واتجاه محرك التيار المستمر على حجم وقطبية حقل مولد التيار المستمر الذي يتم التحكم فيه بشكل مناسب من خلال حركة ذراع التحكم الكهربائي.

في شكلها البسيط والأصيل ، تتألف هذه السيطرة من دارة سلسلة من إمدادات الجهد المستمر للتيار المستمر مع مقاومة متغيرة مقاومة متغيرة (تعمل بواسطة ذراع التحكم) في مجال التيار وموجهات أمامية وعكسية (يتم اختيارها أيضًا بواسطة الذراع) للتحكم في الاتجاه التدفق الحالي.

يحدد اتجاه تدفق التيار في حقل مولد التيار المستمر قطبية جهد الإخراج ومن هنا اتجاه دوران محرك التيار المستمر. يحدد حجم مجال مولد التيار المستمر جهد الخرج وبالتالي سرعة محرك التيار المستمر.

يتم اشتقاق مصدر التيار المستمر للتيار المستمر للمحرك dc ، و مجال مولد التيار المستمر ، ودوائر التحكم من مُحَوِّل DC منفصل والذي يمكن أن يكون جزءًا من مجموعة مولد المحرك ، أو مدفوعًا بشكل منفصل بمحرك AC. ولكن في نظام التحكم البسيط هذا ، عند أي قيمة معينة للجهد المطبق ، ستنخفض سرعة المحرك قليلاً مع زيادة الحمل وتعرف بنظام "الحلقة المفتوحة".

في معظم مفاتير وارد ليونارد التي تم تركيبها منذ أواخر الأربعينات ، كان التحكم في نظام الحلقة المغلقة. مع هذا النظام لا يوجد اختلاف في السرعة مع الحمل. هذا ضروري للتصفية الآلية لضمان التزيين الدقيق للأقفاص عند الإنزال. في التحكم في الحلقة المغلقة ، يتم إجراء مقارنة بين سرعة المحرك التي يتطلبها موقع ذراع السائق والسرعة الفعلية للمحرك.

هذا موضح في الشكل 16.11. وبطبيعة الحال ، فإن ذراع السائقين هو مقياس الجهد الذي يتم الحصول عليه من الجهد المرجعي المتناسب مع حركة الرافعة وسرعة المحرك المطلوبة ، أي الجهد المرجعي بنسبة 100 في المائة عند رمي الذراع الكامل الذي يتطلب سرعة محرك بنسبة 100 في المائة ، ومرجع بنسبة 50 في المائة الجهد في رمي ذراع نصفية تتطلب سرعة 50 في المائة ، أو صفر جهد مرجعي مع رافعة في المحرك الحيادي الذي يتطلب التوقف.

يتم تشغيل مولد tacho من المحرك لإعطاء إنتاج فولت يتناسب مع سرعة المحرك الفعلية. تتم مقارنة هاتين الفولتية ويتم استخدام الفرق ، المعروف باسم جهد الخطأ ، ويتم تضخيمه بشكل مناسب لزيادة أو إنقاص تيار مجال المولد حتى لا يوجد خطأ ، أي أن المحرك يعمل بالسرعة المطلوبة بموضع رافعة السائق.

(2) نظام المعدل:

في هذا النظام يتم توفير التيار المستمر لمحرك اللفاف من مقوم. في الماضي ، كانت هذه عادةً من النوع القوسي للزئبق الذي يتم التحكم فيه بجهد الخرج بواسطة شبكات الأنود. يمكن أن تكون الشبكات متحيزة لإيقاف لحظة إطلاق الأنود خلال دورة نصف موجبة ، وبالتالي تختلف جهد الخرج من الحد الأقصى إلى الصفر. في النظام الحالي والحديث ، لهذا النوع من التحكم ، يتم استخدام الثايرستور.

في هذا الكتاب ، لا نتعمق في تفاصيل مبدأ هذا النظام. ومع ذلك ، من المهم ملاحظة أن التيار من خلال جهاز التوجيه يكون أحادي الاتجاه ، فمن الضروري عكس حقل المحرك اللفاف لجعل المحرك يدور في الاتجاه العكسي.

10. فحص وصيانة محركات DC:

يتم إعطاء الصيانة الدورية العادية للمحركات الحالية المباشرة أدناه بطريقة منتظمة:

(1) العاكس و الفرشاة:

يتم التخلص من رواسب الكربون الفاصلة العادية من داخل غلاف علبة تروس الفرشاة ومن سطح العاكس. يتم فحص أجهزة التحويل بشكل منتظم لسطحها المثالي والملائم للاتصال الكهربائي الجيد. كما يتم فحص الفرش للتأكد من أنها لا تزال مبطنة بشكل صحيح للعاكسون وللتأكد مما إذا كانت تتطلب التجديد.

يجب تجديد الفرشاة قبل تعرض الموصل النحاسي المغلف بها على سطح التلامس ، وإلا فإن الفرشاة ستضر بالمبدل. تحدد الشركات المصنعة مقدار التآكل المسموح به قبل تجديد الفرشاة. إذا كانت هناك علامات على حدوث شرارة ثقيلة في الفرش ، على سبيل المثال إذا كانت هناك علامات حروق على أجزاء المبدل ، يجب إيجاد السبب وتصحيحه قبل تشغيل المحرك مرة أخرى.

(2) فحص العزل:

يتم فحص عزل لفائف المجال والحديد من وقت لآخر لأي علامة على التدهور.

تشير الشروط التالية إلى أن الاهتمام مطلوب:

(أ) الرطوبة والأوساخ ، مما يقلل من قيمة مقاومة العزل.

(ب) الورنيش المتشققة ، مما يجعل العزل عرضة للاختراق بواسطة الأوساخ والرطوبة.

(ج) ارتخاء اللفات في فتحات التسليح أو حول قطع القطب.

(3) اختبارات مقاومة العزل:

يجب فحص مقاومة العزل بين:

(أ) لفافات المجال وإطار المحرك.

(ب) الأجزاء المبدل (مع الأخذ في لفائف المحرك) وجوهر المحرك.

(ج) يتم اختبار معدات الفرش وإطار الماكينة بشكل دوري ، وعادة ما يتم ذلك عن طريق اختبار مقاومة العزل ، مثل Metro-ohm أو Megger. يتم تسجيل القراءات التي تم الحصول عليها في اختبارات متتالية ، بحيث يمكن ملاحظة أي ميل للتدهور ، ويمكن اتخاذ الإجراءات الوقائية اللازمة على الفور. إذا كان من الممكن فصل الكهرباء عن محركي الجرح المركبين ، فمن المعتاد أيضًا أخذ مقاومة العزل بين مجموعتين من اللفات.

(4) اختبار متعرجا المقاومة:

في الفاصل الزمني العادي ، تقاس مقاومة كل لف من الحقل بأومومتر قراءة مباشر ، ويجب أن تقارن بالقيمة الصحيحة التي توفرها الشركة المصنعة.

(5) فحص المحرك:

عندما تتم إزالة المحرك من المحرك أثناء عملية الإصلاح ، يجب إجراء الفحص التالي دون فشل:

(1) يتم فحص عصابات المحرك التي تؤمن اللفائف للتأكد من أنها في حالة جيدة ، أي أنه لا توجد أي سدادات فضفاضة لأسلاك الربط ، وأن اللولب ومشابك التثبيت آمنان.

(2) عادةً ما يتم إجراء اختبار مقاومة العزل بين النطاقات وملف المحرك وأيضاً بين العصابات ونواة الحافظة.

(3) يتم إزالة تراكم الأوساخ وغبار الكربون من الفرش ، من محيط العاكس ، على سبيل المثال من بين نواقل المبدل ومن الأسطح المكشوفة لحلقات النهاية العازلة.

(4) يتم إعطاء سطح العمل من العاكس فحص شامل للغاية ، إذا كان هناك أي علامة على حرق أو تأليب ، يمكن أن يكون سطح جيد من خلال تحول دقيق للغاية. يجب التحقق من سبب أي شرارة أو كشط الذي أضر سطح المبدل في الوقت نفسه وتصحيحه.

(5) يتم فحص شرائح الميكا من العاكس. إذا كان هناك أي علامة على حرق أو كربنة ، يجب استبدال شرائح الميكا.

(6) يتم فحص سطح العاكس لضمان عدم وجود أجزاء من الميكا تبرز من قطاعات النحاس. عادةً ما تقوض شرائح الميكا إلى الأسفل قليلاً (لنقل حوالي 1/32 بوصة إلى 1/6 بوصة) مستوى الأجزاء النحاسية لتجنب أي احتمال لتلوثها بالفرش. على معظم الآلات ، ومع ذلك ، يتم الانتهاء من الميكا دافق مع قطاعات النحاس.

(7) يتم فحص وصلات ملحوم إلى العاكس لضمان أن لم يتم طرح جندى وأن المفاصل لم يتم تصدع. يشير إلقاء اللوح إلى اللفة السائبة في فتحات التسليح.

The resistance of armature conductors is obtained by testing between each pair of adjacent commutator segments. A sensitive direct reading ohmmeter such as a ducter can be used, but more accurate results are obtained by passing a heavy current through the armature, and measuring the millivolt drop between segments.

The resistance between each pair of segments should be the same within a tolerance specified by the maker. Any variation out of tolerance indicates a fault. A high resistance (or millivolt drop) between a pair of segments indicates an open circuit in the winding whereas a low resistance (or millivolt drop) indicates a short circuit. The millivolt drop has to be near to or equal to the results given by the manufacturer.

11. Fault-Finding Tables:

(a) When Motor does not Run:

1. Armature not free to run:

Possibly a fault in the mechanical drive of the machine. The armature of a series motor may, however, lock against the field windings if the machine has been allowed to race and the armature bands have been burst, or some mechanical jamming has occurred.

2. Terminal Connections Broken:

Due to overheat / mishandling, to be immediately rectified.

3. Current path through Brushes Interrupted:

One or more brushes not making contact with the commutator, or a broken connection to the brushgear.

4. Open Circuit in Field Windings:

Test the resistance of the field windings with low-reading ohm-meter.

5. Short Circuit in Field Winding:

Test the resistance of the field windings with low-reading ohm-meter.

(b) Motor Switchgear:

Possible Symptom of Fault:/Causes

1. Opening-circuit in starting resistor:

This fault would prevent the motor starting with resistance in circuit. The operator should not move the starting handle to the “RUN” position if the motor does not start normally.

2. Main contactor or reversing switch not completing circuit.

Examine the contacts for general condition. Ensure that contacts make with adequate pressure.

(c) Low speed of Motor (Below Rated Speed):

Possible symptom of fault/ Causes and/or Locating the Causes

1. Resistance in starter panel not switched out properly:

Switch may be defective. Check and remove fault.

2. High resistance in armature:

Check soldered joints between the commutator risers and the resistances of the armature conductors.

3. Short circuit in armature:

Carry out a voltage drop test on armature, and / or an induction test.

4. Inadequate contact between brushes and commutator:

Examine the brushes to ensure that their contact surface are bedded to the commutator arc, and that they are not damaged, pitted by sparking or covered with a film caused by oxidation.

5. Inadequate brush spring pressure:

Measure the pressure of the brush springs with a spring balance. Ensure that the brushes are not worn beyond the point where the brush springs or spring loaded lever can bear on them effectively.

(d) High Speed (Above Rated Speed):

Symptom/ causes, and / or locating Causes

1. Compound or inter-pole winding short circuited, open circuited or reversed:

Examine the connections to these windings. Test their resistance with a low reading ohmmeter.

2. High resistance in shunt winding:

Examine the connections to the windings test its resistance with a low reading ohmmeter. If the motor has a shunt field speed control unit, ensure that the resistance is fully switched out.

3. One or more shunt coils reversed:

Check the connections.

4. Short circuit in series field:

Measure the resistance of the windings.

5. Brush position disturbed:

Check the brush gear for any signs of movements, examine the surface of the commutator for burns pitting and other signs of sparking.

6. Machine on light load:

This is only for series motor.

(e) Overheating:

1. Cooling system not effective:

The motor may have been working covered by coal dust, or otherwise covered so that air cannot reach the cooling surfaces. If a fan is fitted, ensure that it is working properly and that the air ducts are not blocked by coal dust or any other type of dirt and dust.

2. Continuous working on overload:

It must be checked that the motor is driving the rated load. Check for faults in the mechanical drive, couplings, gearbox etc. which may impose excessive load on the motor.

3. Short circuit in field winding:

Carry out a voltage drop test on armature or / and induction test.

4. Poor brush contact:

Measure the brush spring pressure with a spring balance. Check that the brushes are not worn beyond the point where the brush springs or spring levers are fully effective. Examine the condition of the brush contact surfaces and the commutator working surface.

5. Brush friction:

Examine the brush contact surfaces and the commutator working surface, for roughness and abrasion. Ensure that the brush spring pressure is not too great.

6. Excess current caused by tracking between commutator segments:

Examine the commutator for deposits of dirt or carbon dust, in the slots between commutator segments or between the risers. And clean at regular intervals of maximum 500 hours operation.

(f) Vibration:

Possible Fault:

1. Commutator should be checked for:

(a) Mica segments standing out of the copper segments.

(b) Some copper segments out of line.

Remedial Action:

Any or all of the defects must be corrected in a well-equipped workshop.

Possible Fault:

2. Armature core loose on shaft:

Movements of the armature core on its shaft can sometimes be detected by the appearance of rusty powder around the centre of the core, and between the lamination of the cores. The equipment should be attended in a workshop efficiently.

3. Worn or damaged bearings:

Worn bearing are usually noisy when the motor is running and also cause heat loss. Sometimes due to defect in bearing if not detected early armature can rub with the field core, and thus damage the whole motor.