Реверсирование двигателя постоянного тока – ООО «СЗЭМО Электродвигатель»

Реверс – это изменение направления вращения электродвигателя. Выполнить реверс можно изменив полярность приходящего на пускатель, питающего напряжения. Это могут быть регуляторы, используемые для двигателей постоянного тока.
Реверс можно выполнить, используя перемену чередования фаз в сети переменного тока. Это действие  выполняется в автоматическом режиме при замене полярности сигнала задания, ил

Функция реверсирования

Для изменения направления двигателя изменяется полярность напряжения приходящего на якорь двигателя.

Основные методы реверсирования

В настоящее время, уже достаточно редко, используется контакторный способ.

Существует статический способ, он заключается в изменении полярности на выходе преобразователя в обмотке якоря или при изменении направления прохождения тока возбуждения. Для этого способа свойственно наличие большой постоянной времени обмотки возбуждения, что не всегда удобно.

Реверс электродвигателя - полное описание функций реверсирования

Рис. №2. Реверсирование двигателя с помощью магнитного пускателя.

При управляемом торможении механизмов, обладающих высоким моментом инерции нагрузки, необходимо вырабатываемую электрической машиной энергию, возвращать обратно в основную электрическую сеть.

Используя процесс торможения регулятор выступает в качестве инвертора, производимая энергия обладает отрицательным зарядом.. таким образом регулятор может осуществить две операции одна – реверс, другая – рекуперативное торможение. Регулятор оснащается двумя мостами, которые подключены встречно-параллельно.

Используемые мосты инвертируют напряжение и ток.

Реверс электродвигателя - полное описание функций реверсирования

Рис.№3. Реверс асинхронного электродвигателя с прямым частотным преобразователем; а) скорость и составляющие вектора статорных токов АД, б) фазные напряжения электрической сети и ток нагрузки.

Реверс может осуществляться преобразователем частоты, используемым для асинхронных электрических двигателей.

Управление реверсированием выполняется с помощью векторного управления в замкнутой системе с использованием  датчика обратной связи. С его помощью производится независимое управление составляющими тока Id и Iq, они служат для определения потока и вращающегося момента двигателя. Управление асинхронным двигателем аналогично проведению операций по управлению и регулированию  двигателем постоянного тока.

Реверс электродвигателя - полное описание функций реверсирования

Рис.№4. Функциональная схема регулятора скорости с векторным управлением и датчиком обратной связи.

Для осуществления функции реверса, на логическом входе регулятора предназначенного для выполнения этой команды появляется внешний сигнал. Он изменяет порядок коммутации силовых ключей инвертора и реверса двигателя. Реверс можно выполнять в нескольких вариантах.

  • Вариант №1: осуществление действия с помощью противовключения, при стремительном изменении очередности переключения транзисторных ключей.

При изменении чередования фаз на двигателе, находящемся в работе, происходит изменение вращения поля. В результате этого появляется большое скольжение, что создает резко-нарастающее тока ПЧ (преобразователя частоты) до самого большого значения (внутреннее ограничение тока ПЧ). При большом скольжении малый тормозной момент и внутренний регулятор ПЧ уменьшат задание скорости. При достижении электродвигателем нулевой скорости, происходит осуществление реверса, который соответствует кривой разгона. Лишняя энергия, не затраченная на трение и на нагрузку, рассеивается в роторе.

  • Вариант №2: изменение направления вращения электрического поля с управлением периода скорости замедления и без него.

Вращающий момент механизма прямо противоположен моменту двигателя и превышает его по модулю, то есть естественное замедление происходит быстрее во много раз, чем кривая замедления, которую установил регулятор. Значение скорости постепенно снижается и происходит смена направления вращения.

При вращающем моменте, когда естественное торможение меньше установленного регулятором, двигатель начинает работать в состоянии рекуперативного торможения и возвращает энергию преобразователю. Диодные мосты не дают энергии пройти в сеть, конденсаторы фильтра заряжаются, величина напряжения увеличивается и включается устройство безопасности, предохраняющее от выделения энергии.

Для того чтобы предотвратить перенапряжение, через тормозной ключ присоединяют тормозное сопротивление к конденсаторному блоку. Тормозной момент ограничивается емкостью в звене постоянного тока преобразователя, значение скорости падает и происходит смена вращения. Разные модификации резисторов на разные номиналы обеспечивают соответствие мощности двигателя и рассеиваемой энергии. В подавляющем большинстве случаев тормозной ключ в моделях расположен в самом регуляторе.

Наличие тормозного резистора свойственно для регуляторов, предназначенных для обеспечения управляемого торможения, этот метод относится к самым экономически выгодным. С его помощью двигатель может замедлять вращение до самой остановки движения, не меняя  направление рабочего вращения.

  • Вариант №3: длительный период работы в режиме торможения.

Этот вариант характерен для испытательных стендов. Выделяющаяся энергия обладает слишком большой величиной, резисторы не могут справиться с ее рассеиванием, потому что произойдет повышение температуры. Для этого предусмотрены системы, которые дают возможность вернуть энергию обратно в электрическую сеть. В этом случае диодный мост не используется, вместо него применяют полупроводниковый мост, изготовленный из IGBT-транзисторов. Выполнение рабочих функций определено с помощью многоуровневого управления, оно дает возможность получить токовую характеристику, приближенную к форме чистого синуса.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта Электронщик, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Делитесь информацией в соцсетях, ставьте лайки, если вам понравилось – это поможет развитию канала

Реверс в электродвигателе

Потребность в реверсивных моторах с функцией обратного вращения трудно переоценить. Они применяются в приводах задвижек, лебёдках, подъёмных устройствах и механизмах (лифтах, кранах и т. п.).

Существуют сферы, в которых электродвигатели могут использоваться с вращением преимущественно в одну сторону: привод электротранспорта (трамвай, троллейбус), конвейеры, насосы. При таком применении реверсное подключение используется редко: для движения задом или в аварийном режиме.

ВНИМАНИЕ! Производители современных электромобилей используют функцию реверса электромотора при торможении машины. Это позволяет подзаряжать аккумуляторную батарею на ходу.

Методика подключения функции обратного вращения для электродвигателей очень проста. Для изменения направления вращения вала достаточно поменять местами фазы. При этом нужно позаботиться о наличии защиты от возможного короткого замыкания при подключении силового агрегата к сети. А также быть внимательным при использовании трёхфазного напряжения.

Что такое реверс

Проще говоря, реверс – это изменение направления движения какого-либо механизма в противоположную сторону от выбранного основного. Схему реверса можно получить несколькими способами:

  • Механическим
  • Электрическим.

В первом случае при помощи переключения шестеренчатых связей, соединяющих ведущий вал с ведомым, добиваются вращения последнего в обратную сторону. По такому принципу работают все коробки передач.

реверс механическим способом

Электрический способ подразумевает непосредственное воздействие на сам двигатель, где в изменении движения ротора принимают участие электромагнитные силы. Этот метод выигрывает тем, что не требует применения сложных механических преобразований.

Для того, чтобы получить реверс электродвигателя, необходимо собрать специальную электрическую схему, которая так и называется – схема реверса двигателя. Она будет отличаться для разных типов электрических машин и питающего напряжения.

Где применяется реверс

Легче перечислить случаи, когда реверс не используется. Практически вся механика построена на передаче крутящего момента по часовой стрелке и наоборот. Сюда можно отнести:

  • Бытовую технику: стиральные машины, аудиопроигрыватели.
  • Электроинструмент: реверсивные дрели, шуруповерты, гайковерты.
  • Станки: расточные, токарные, фрезерные.
  • Транспортные средства.
  • Спецтехнику: крановое оборудование, лебедки.
  • Элементы автоматики.
  • Робототехнику.

Ситуация, с которой чаще всего сталкивается обычный человек на практике, это необходимость собрать схему подключения реверса электродвигателя асинхронного переменного тока либо коллекторного мотора постоянного тока.

В авиации

Устройство реактивного двигателя внутреннего сгорания, который установлен на самолёте, таково, что воздушный поток, выходящий из сопла мотора, служит движущей силой при движении стальной птицы по воздушному пространству.

Только лишь при посадке, в случае использования интенсивного торможения авиасудна, применяются реверсивные возможности силового агрегата. При маневрировании самолётов на местах стоянки и подходе к месту взлёта пилотам также приходится использовать реверс двигателя.

Управление такой функцией на реактивном двигателе значительно сложнее по сравнению с электрическим агрегатом. Наличие реверса обусловлено конструктивными особенностями мотора, его способностью создавать обратную струю реактивного потока.

На самолётах с воздушными винтами обратную тягу создают методом изменения угла поворота лопастей. Двигатель продолжает вращение в одну сторону, а воздушный поток после включения реверса тянет авиасудно в противоположном направлении.

Принципиальная схема

71_7.jpg

На иллюстрации выше можно видеть принципиальную схему реверсивного подключения двигателя. Она отличается от обычной только наличием дополнительного модуля. Если говорить точнее, то в схеме задействуется два модуля управления. Один из них заставляет вращаться двигатель вправо, а другой влево. Взаимодействие оператора с модулями происходит посредством кнопок SB2 и SB3. Латинскими буквами A, B, C на схеме обозначены подводящие линии трехфазной сети. Они подходят к общему выключателю, который обозначен QF1. Далее идут два контактора КМ и цифровым обозначением. От контакторов цепь уходит к обмоткам двигателя. Каждый из этих контакторов вынесен отдельно и находится справа, где дополнительно можно рассмотреть их составные компоненты.

Как производится реверс асинхронного двигателя

Для смены направления вращения ротора двигателя, необходимо поменять местами две из трех фаз статорной обмотки. После этого вращающееся магнитное поле статора изменит свое направление вращения, но ротор вращаясь в прежнем направлении и обладая инерцией под действием магнитного поля статора начнет затормаживаться до полной остановки, а затем начнет вращаться в новом направлении.

revers dvigatelarevers dvigatela

Схемы реверса двигателя выполняются и собираются в основном на магнитных пускателях, как в прямом пуске асинхронного двигателя, но при реверсе присутствует два магнитных пускателя или контактора, а еще две пусковые кнопки вместо одной.

В корабельных двигателях внутреннего сгорания

Технические возможности двигателей, установленных на плавающих судах, позволяют коленвалу вращаться как в одном, так и в другом направлении.  Особенность конструкции присуща только тем моторам, которые могут изменять параметры таких обслуживающих систем, как: топливная, газоотводящая, газораспределительный механизм. Эти двигатели называют реверсивными. Самые первые плавающие средства оснащались только такими силовыми установками.

СПРАВКА! Суда на паровых двигателях оборудовались обратной подачей пара, благодаря которой гребные колёса вращались в противоположную сторону, а судно перемещалось назад.

Технический прогресс не стоит на месте, и сегодня движение судна по воде кормой вперёд может осуществляться за счёт:

  • механической передачи крутящего момента винту обратного направления посредством редуктора или обратной муфты;
  • особенностью конструкции винта;
  • с помощью реверсивного двигателя.

Винты сложной конфигурации не нашли широкого применения при строительстве судов, а вот остальные два метода используют в приводе кораблей и лодок повсюду.

В автомобилях

Учитывая малую потребность передвижения автотранспорта задним ходом, машины оборудуют обратной передачей, которая позволяет  транспорту медленно перемещаться при выполнении требуемого манёвра (парковки, въезда на эстакаду и т. п.). Задняя передача является неотъемлемой составляющей коробки передач транспортного средства и не выделяется как обособленный вид вращения.

Существует особый вид автотракторной и погрузочной техники, для которой движение вперёд и назад несёт одинаковую функциональную нагрузку. Этот транспорт оборудуют реверсивным двигателем или муфтой, позволяющей использовать все передачи как в одном, так и в другом направлении.

Учитывая высокую стоимость мотора с реверсом, обычно применяют редуктор обратного вращения, который устанавливают перед раздаточной коробкой или коробкой переключения передач.

Использование реверса нашло широкое применение и в газотранспортной системе. По трубам магистрали газ могут направлять как в одну сторону, так и в другую. При прямом назначении поставки трубопровод считают рабочим, а при поставке в противоположном направлении – реверсивным.

Оцените

(-1 баллов, 15 оценок)

Загрузка…

Этапы подключения

Подключение двигателя для реверсивного движения отличается в зависимости от того, какая сеть будет выступать питающей 220 или 380. Поэтому есть смысл рассмотреть их отдельно.

К однофазной сети

116_11.jpg

В домашних условиях часто приходится задействовать асинхронный двигатель, но не в каждом хозяйстве есть трехфазная сеть, поэтому важно знать, как подключить двигатель к однофазной сети. Для запуска от одной фазы требуется дополнительный импульс, чтобы его обеспечить подбирается конденсатор требуемой емкости. Если говорить проще, то конденсаторов должно быть два. Один из них является пусковым и подключается параллельно первому. Соединение обмоток двигателя выполняется по схеме «звезда». Если обмотки соединены другим способом и нет возможности его изменить, тогда не получиться выполнить требуемую схему.

110_12.jpg

Чтобы реверсивная схема функционировала потребуется переключение питания, которое поступает от конденсаторов между полюсами. Понадобится два выключателя и одна не фиксируемая кнопка. Одни из выключателей будет отвечать за подачу напряжения в цепь питания двигателя. Второй выключатель должен иметь три положения. В одном из них он будет выключенным, а в двух других изменять подачу питания от конденсаторов на обмотки. Не фиксируемая кнопка будет дополнительно подключать второй конденсатор на момент запуска двигателя.

106_13.jpg

Два вывода конденсатора подключаются между собой. К двум другим происходит подключение пусковой кнопки. Средний вывод трехпозиционного переключателя подключается к конденсаторам в том месте, где они объединены между собой. Два других вывода подключаются к клеммам двигателя, на которые приходит питание. Конденсаторы подключаются к выходу обмотки, которая применяется для запуска. Кнопка включения ставится в разрыв фазного провода.

106_14.jpg

Чтобы привести весь механизм в действие, необходимо подать питание на цепь двигателя основным выключателем. После этого задается направление вращения двигателя трехпозиционным выключателем. Далее нажимается кнопка пуска до момента выхода двигателя на рабочие обороты. Если возникает необходимость изменить направление вращения, тогда потребуется обесточить двигатель и дождаться его полной остановки, переключить трехпозиционный тумблер в противоположное крайнее положение и повторить процесс.

Как отличить реверсивный пускатель от прямого

Реверсивный пускатель – более сложное устройство. На самом деле, он состоит из двух обычных прямых пускателей, последние объединены в одном корпусе. Внутренняя схемотехника реверсивного устройства характерна тем, что невозможно запустить одновременно два режима – прямой и реверс. За этот процесс отвечает схема блокировки, которая может быть электрической или механической.

реверсивный пускатель
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...