Användning av likströmsmotorer i minor: drift, inspektion och underhåll

Efter att ha läst den här artikeln kommer du att lära dig om: - 1. Introduktion till DC-motor som används i minor 2. Lokomotiv Batterier av en likströmsmotor 3. Laddstation för en likströmsmotor 4. Delar 5. Funktion 6. Typer 7. Start av en likström Motor 8. Elektrisk bromsning 9. DC-vindmotorer 10. Inspektion och underhåll av likströmsmotorer 11. Felsökningstabeller.

Innehåll:

Introduktion till DC-motor som används i minor
Lokomotiv Batterier av en likströmsmotor
Laddstation för en likströmsmotor
Delar av en likströmsmotor
Drift av en likströmsmotor
Typer av likströmsmotorer
Start av en likströmsmotor
Elbromsning
DC-vindkraftmotorer
Inspektion och underhåll av likströmsmotorer
Felsökningstabeller

1. Introduktion till likströmsmotor som används i minor:

I tunnelbanan drivs de flesta av de elektriska lokomotiverna som används av likströmsmotorer som arbetar från en sekundär batteriladdning. Serie dc-motorer används vanligtvis, eftersom deras armaturer är permanent kopplade till drivhjulen för att förhindra eventuella avlastningar.

De flesta lokomotiv har två körmotorer, en i varje ände; På vissa lokomotivar är två motorer anslutna i serie, på andra kopplas de parallellt.

Varje motor är utrustad med en bank med startmotstånd, och föraren växlar dem progressivt genom att vrida sitt styrhandtag tills alla motstånd är ute av krets när lokomotivet färdas i full hastighet. Föraren använder samma motstånd som ett sätt att styra lokomotivets hastighet.

2. Lokomotiv Batterier av en likströmsmotor:

Batterierna som bärs av ett lokomotiv är av blysyra. När batteriet är fulladdat, måste batterierna lagra tillräcklig energi för att driva lokomotivet i minst tre till fem timmar. Faktum är att batterier som har den erforderliga kapaciteten är nödvändigtvis skrymmande och de utgör vanligen en stor del av lokomotivet.

3. Laddstation för en likströmsmotor:

När batteriladdningen är nästan uttömd tas lokomotivet till en underjordisk laddningsstation, så att batterierna kan laddas. Batterierna står på en plattform på lokkroppen. Med vissa typer av lokomotiv är plattformen försedd med rullar så att batterierna kan skjutas över till en plattform vid sidan av lokomotivet på liknande sätt.

Alternativt kan batterierna laddas och lossas med hjälp av band eller slingar. På laddstationen sätts batterierna på laddning och får någon uppmärksamhet som de behöver.

Laddningen av batterier kontrolleras noggrant för att minimera hastigheten vid vilken väte produceras. Under laddningstiden går en tung laddningsström genom batteriet. Efter en period på cirka fem timmar börjar gasning och om den tunga laddningshastigheten fortsatte skulle farliga mängder väte avges.

Avgiften fullbordas därför med en minskad ström. Vätgas produceras under hela den reducerade strömladdningsperioden, men laddningsströmmen är noggrant inställd för att hålla växeln till ett minimum. Ventilationen på laddstationen kontrolleras noggrant för att säkerställa att väte inte kan ackumuleras. Den totala laddningsperioden för ett lokalt batteri är från åtta till tio timmar.

4. Delar av en likströmsmotor:

De två huvuddelarna av en likströmsmotor är en roterande del som kallas armaturen och en stationär del som kallas fältet. Dessutom finns en kommutator monterad på armaturaxeln, genom vilken strömmen matas till armaturlindningen och en uppsättning borstar som gör kontakt med kommutatorn och kompletterar en krets till armaturen.

Låt oss nu se vilka viktiga delar av likströmsmotorerna. En kort beskrivning ges nedan:

(1) Armatur:

Armaturen består av en cylindrisk kärna uppbyggd av mjuka järnlaminer och monterad på en stålaxel. Ankaret bär en lindning, vars ledare vanligtvis är lagda i längsgående slitsar skuren i kärnans yttre yta. De enskilda ledarna är isolerade från varandra och från kärnan.

De hålls vanligtvis på plats med kilar av trä eller gjuten isolering, såsom prespahn bakelit som förseglar de öppna ändarna av slitsarna. Spolarna och spårklackarna hålls på plats av band av stålremsor eller -kablar för att förhindra att de flyger ut när ankaret roterar i hastighet, som visas i figur 16.1. Ankaraxeln stöds genom att bära i båda ändarna och förseglas med inre och yttre lagerlock.

(2) Commutator:

Kommutatorn består av en rund del byggd av kopparsegment, som är isolerade från varandra med tunna plåtar av bästa kvalitet glimmer. Segmenten hålls vanligtvis på plats av två installerade vevar klämda fast av bultar eller en skivmutter som visas i figur 16.2.

Ytan på den runda kommutatorn är bearbetad till en mycket jämn yta, så att borstar som bär på ytan kan göra bra elektrisk kontakt, när ankaret roterar, med minsta möjliga friktion, vibration och gungning. Varje segment av kommutatorn är ansluten till en punkt i armaturlindningen.

Armaturkärnan är vanligtvis av större diameter än kommutatorn, och förbindningarna är därför gjorda av kopparrör som utstrålar från kommutatorn. Anslutningarna kallas kommutatorstegrar eller kommutatorradialer.

(3) fältok:

Fältet består av lindningar som är utformade för att skapa ett starkt statiskt magnetfält vid anslutning till matningen. Fältlindningarna placeras faktiskt i en ihålig cylinder eller ett ok. Polstycken eller polskor, uppbyggda av laminer av mjukt järn, är bultade inuti oket och fältslindningen består av spolar som är lindade runt polstyckena.

Fig. 16.3 visar oket med en DC-motorfält. Figuren ger en enkel isometrisk vy av ett ok.

(4) Borstutrustning:

I en likströmsmotor levereras strömmen till armaturen genom kolborstar som bär på kommutatorns yta. En borste är vanligtvis rektangulär i snitt och änden är bäddad till kommutatorens båge för att säkerställa maximal kontaktområde och därmed minimal kontaktmotstånd.

Fig. 16.4. (A) visar en kolborste. Borstarna hålls i öppen borsthållare (eller borstlådor) där de är snygga, men fritt att glida. En fjäder- eller fjäderbelastad spak, bär på den övre änden av borsten som håller borsten i kontakt med kommutatorytan.

Trycket som utövas av fjädern är tillräckligt för att upprätthålla en bra elektrisk kontakt mellan borsten och kommutatorn och för att förhindra borsten att studsa. Fig. 16.4 (b) visar borsten i en borsthållare, för enkel hänvisning.

Varje borste är ansluten till en fast terminal med en flexibel kopparflätans kontakt. Ena änden av kontakten är inbäddad i borstens övre del och den andra änden har en terminal tagg som används för att fästa den till terminalen.

Borstarna är vanligtvis uppdelade i ett antal uppsättningar. En uppsättning på en liten motor kan bestå av en enda borste, men på en större maskin består en uppsättning av två eller flera borstar som gör kontakt med kommutatorn i samma radiella läge.

Borstsatserna är monterade i en isolerad borstring som är bultad på oket eller motorhuset. Antalet borstsatser som krävs av en motor beror på hur ankaret sår. Två typer av armaturlindningar är i allmänhet, dvs varv och vindlindning.

Varv:

I denna typ lindas ledarna på sig själva och bildar en serie slingor (eller "varv" som det kallas löst) eller varv runt ankaret, varvid intilliggande slingor är anslutna till intilliggande kommutatorsegment.

Antalet nuvarande vägar genom armaturlindningen är lika med antalet huvudpoler i fältet, så att motorn har samma antal borstsatser som fältpoler. Borstsatserna är lika fördelade runt kommutatorn och anslutna till de positiva och negativa matningsledningarna.

Våglindningar:

I denna typ av lindningar lindas ledarna i vågor runt ankaret (och därmed namnet våglindningen), så att varje ledare "besöker" varje pol av fältet i sin tur. Det finns bara två strömbanor genom armaturlindningen så att maskinen bara behöver två borstsatser, oberoende av antalet fältpoler.

Avståndet mellan borstsätena beror på ^- antalet poler; På en fyrpolig maskin skulle borstsätten placeras faktiskt i rät vinkel.

5. Drift av en likströmsmotor:

Vi vet från den första principen att en ledare som bär en ström och placerad i ett magnetfält tenderar att röra sig genom magnetfältet. Rörelsesriktningen beror på strömriktningen i ledaren och polariteten av fältet enligt Flemings vänstra motorregel.

I själva verket bestämmer styrkan hos magnetfältet och styrkan hos strömmen i ledaren tillsammans styrkan hos kraften som verkar på ledaren.

I en DC-motor produceras ett stationärt magnetfält av strömmen som strömmar i fältlindningarna. Ledarna i ankaret som ligger under fältets polstycken är således i ett intensivt magnetfält. Om en ström flyter i dessa ledare agerar en kraft på dem.

Riktningen av strömflödet i ledarna kan göras så att krafterna kommer att verka i samma riktning runt ankaret. Ett vridmoment utvecklas sedan som roterar ankaret. Detta är faktiskt den enklaste beskrivningen. För mer detaljer kan de böcker som behandlar omfattande teori hänvisas till.

kommutering:

Under armaturrevolutionen sker vid något tillfälle kretsar genom armaturlindningen från kommutatorsegmenten i kontakt med positiva borstar genom ledare omedelbart under polerna till segment i kontakt med negativa borstar. När ankaret roterar, kommer nya ledare under varje pol och nya segment gör kontakt med varje uppsättning borstar.

När en ledare rör sig bort från, säg en nordpole, bryts genom den av kommutatorsegmenten som passerar från under borstarna. När ankaret fortsätter att rotera kommer denna ledare under en sydpol. En krets är återigen färdig genom den av samma två kommutatorsegment som kommer under borstar med motsatt polaritet.

Strömmen strömmar genom ledaren i motsatt riktning. Ledaren fortsätter därför att utveckla vridmoment i samma riktning. Eftersom ledarna passerar växelvis under poler med motsatt polaritet, leder varje ledare i själva verket en växelström.

Kommutationsändamålet är att hålla de aktuella banorna i armaturlindningen stationärt i rymden så långt som möjligt, medan ankaret själv roterar så att vridmomentet kontinuerligt utvecklas. Fig. 16.5 illustrerar punkten. Observera dock att ankararrangemanget har förenklats för att hjälpa illustrationen och uppvisar inte en operationell armaturlindning.

Reversering av rotation:

Rotationsriktningen för adc-motorn reverseras genom att vända anslutningarna till antingen fältet eller borstarna. Rotationsriktningen förblir densamma om båda uppsättningarna är omvända.

Tillbaka EMF:

När ankaret roterar inom magnetfältet induceras emfs i dess ledare på grund av-den relativa rörelsen mellan ledarna och fältet. Den emk som induceras när som helst i vilken ledare som helst är motsatt emk-drivströmmen genom den här ledaren. Den framkallade emf är därför en bakre emf

De bakre emfsna i de enskilda ledarna bildar gemensamt en armatur-back-emf som motverkar matningsspänningen ansluten över borstarna. Styrkan på bakkemmen i ankaret är proportionellt mot fältstyrkan och armaturens rotationshastighet. Eftersom armaturlindningsmotståndet är lågt (vanligtvis mindre än 1, 0 ohm) är back-emf huvudfaktorn i begränsningsströmmen i armaturkretsen.

Fart:

När motorn är igång, kommer den potentiella skillnaden att driva strömmen genom armaturlindningen att vara skillnaden mellan matningsspänningen över borstarna och armaturens totala bakre emk. För att motorn ska driva sin belastning måste strömmen som faktiskt strömmar i armaturen vara tillräcklig för att åstadkomma det nödvändiga vridmomentet. Därför är den hastighet mot vilken motorn körs den som vid vilken bakkemmen tillåter just tillräcklig ström att strömma genom ankaret för att åstadkomma det vridmoment som är nödvändigt för att driva lasten.

Hastigheten påverkas emellertid väsentligt av olika faktorer som anges nedan:

1. Belastning:

Om lasten ökar och vridmomentet som produceras är otillräckligt för att driva det, sänker ankaret ned. Vid en långsammare hastighet reduceras ryggmembranet och strömmen strömmar, så att ökat vridmoment produceras för att driva extrabelastningen. Omvänt, om belastningen minskas, krävs ett mindre vridmoment, och därför mindre ström för att driva det. Ankaret ökar sedan och ökar så småningom ryggen emf

2. Spänning applicerad på armatur:

Strömmen som strömmar i ankaret är proportionell mot skillnaden mellan den applicerade spänningen och spänningen på den bakre emken Om spänningen som appliceras på ankaret ökar skillnaden mellan den och den bakre emf ökar och så strömmar strömmen i ankaret.

Ankarets hastighet ökar, återställer skillnaden mellan den applicerade spänningen och den bakre emf Omvänt, om spänningen som appliceras på ankaret minskar, så sätter armaturen sig så att ryggen emf minskar.

3. Fältets styrka:

Om fältets styrka ökar, ökar den bakre emk som induceras vid vilken rotationshastighet som helst. Ankarströmmen minskar och det gör också vridmomentet. För att driva lasten måste därför ankaret rotera långsammare. Omvänt, om fältets styrka reduceras, sänks ryggens emf vid vilken rotationshastighet som helst och ankarströmmen ökar.

Motorn tenderar därför att driva sin last snabbare om fältstyrkan minskas. Eftersom vridmomentet beror både på styrkan på fältet och styrkan hos armaturströmmen krävs emellertid mer ström i ankaret för att driva en given last om fältstyrkan minskas.

4. Armaturreaktion:

När en motor löper, cirkulerar strömmen i armaturens lindningar och skapar ett magnetfält. Styrkan hos armaturfältet beror på strömmen av strömmen som strömmar i armaturen och därför på vridmomentet som utövas av motorn.

Fältet som skapas av ankaret är stationärt i rymden men dess polaritet sammanfaller inte med huvudfältets polaritet. Det effektiva fältet i vilket ankaret körs är resultatet av huvudfältet och ankarfältet som visas i figur 16.6.

Polaritetsaxeln för det resulterande fältet sammanfaller inte med axeln hos de mekaniska polstyckena, och dess position varierar med lasten som drivs av motorn. Förvrängningen av motorens effektiva fält kallas armaturreaktion.

5. Borstposition:

Borstar måste placeras runt kommutatorn så att strömriktningen i varje ledare ändras medan den här ledaren är i ett neutralt läge mellan två delar. Om borstpositionen är felaktig sker förändringen i strömriktningen under en pol; så att strömmen för en del av tiden ligger under en pol, strömmar strömmen i fel riktning.

Kraftig gnistning förekommer vid borstarna och kommutatorn kommer sannolikt att belastas som följd. Polerna under vilka ledarna passerar är polerna i ett effektivt magnetfält och inte de fysiska polstyckena hos fältlindningen.

Det effektiva magnetfältet är resultatet mellan magnetfältet som produceras av fältlindningarna och det som produceras av ankaret. Den exakta positionen hos de effektiva polerna och därmed den korrekta positionen av borstarna bestäms följaktligen av armaturströmens styrka.

Eftersom styrkan hos armaturströmmen bestäms av motorens hastighet och lastdriven, beror den exakta positionen hos de effektiva polerna och därmed korrekt borstposition också på hastighet och belastning. En likströmsmotor som hittills beskriven, med borstar i ett fast läge, kan därför fungera effektivt med endast en hastighet och belastning.

6. Borsta gunga:

En metod för att ta emot förändring av positionen för det resulterande fältet är att flytta borstarna på borstringen som kan roteras (eller vagga) runt kommutatorns axel. Penslarna kan därför ställas in för oavsett belastning som motorn råkar vara att köra.

Denna metod är endast lämplig för motorer som används för att köra en last med konstant hastighet och när belastningsförändringar uppträder i sällsynta intervaller. Det är olämpligt för motorer som är avsedda att köra under varierande belastnings- och hastighetsförhållanden och används sällan på moderna maskiner.

7. Interpol:

Motorer som är konstruerade för att köra med varierande hastigheter, eller att ta mycket olika belastningar, är vanligtvis försedda med interpoler, dvs småpolvikningar placerade mellan fältets huvudpoler för att stabilisera det resulterande fältet. Mellanpoler skapar ett magnetfält som motsätter sig effekten av armaturreaktionen.

Vindningarna är kopplade i serie med ankaret så att styrkan hos det interpoliga fältet ökar eller minskar med armaturreaktionens styrka. Interpolerna stabiliserar det effektiva magnetfältet över ett antal laster och hastigheter. En borstposition förblir korrekt över detta område så att motorn kan driva varierande laster effektivt och utan att gnista vid borstarna.

6. Typer av likströmsmotorer:

Motorns fältslindningar kan antingen anslutas i serie med armaturen eller parallellt med den. Dessa två metoder för fältanslutning producerar två olika typer av motorer med olika egenskaper. En tredje typ av motor kombinerar sina egenskaper.

1. Shunt Motor:

Fältlindningarna är parallellt kopplade med ankaret som visas i figur 16.7. Både fältet och ankaret är därför anslutna direkt över utbudet. Strömmen som strömmar i fältlindningarna är konstant, så fältstyrkan är också konstant.

Strömmen som strömmar i ankaret, och därmed motorens hastighet, beror på belastningen, men den hastighetsvariation som krävs är vanligtvis en relativt liten procentandel av motorens totala hastighet. En shuntmotor används därför där en nästan konstant hastighet krävs över ett brett spridningsområde.

2. Serie Motors:

I figur 16.7 (b) visas att fälvindarna är anslutna i serie med ankaret. Fältströmmen, och därmed fältstyrkan, bestäms därför av ankarströmmen. När armaturströmmen är hög är fältet starkt och när armaturströmmen är låg är fältet svagt.

Hastigheten hos en seriemotor varierar väsentligt med belastningen. Vid körning av tung last krävs en kraftig ström. Fältet är naturligt starkt, och en stark ryggemf induceras med en ganska långsam hastighet så att armaturen svänger långsamt. På lätta belastningar krävs en mindre armaturström så att fältet är svagt.

Ankaret når därför en hög hastighet innan den erfordrade tillbaka emfen induceras. En seriemotor används där varvtalsreglering och ett tungt startmoment krävs, t ex som i en dragmotor för ett elektriskt lokomotiv. Faktum är att en seriemotor aldrig får springa utan belastning, eftersom det kan utövas, och ankaret riskerar att sönderfalla och orsaka allvarliga skador på isoleringen.

3. Förening Motor:

I denna typ av motor finns två fältslindningar, en i serie med ankaret och en parallell med den, som visas i figur 16.7 (c). En sammansatt motor kan i själva verket, som en seriemotor, utöva ett kraftigt vridmoment vid långsamma hastigheter, men hindras av att shuntlindningen slår ut när den är avlastad.

7. Start av en likströmsmotor:

Vissa shuntmotorer kan startas genom att ansluta matningen direkt till motorn. Armaturlindningen har ett mycket lågt motstånd, vanligtvis mindre än 1 ohm. Vid startpunkten finns ingen back emf Om fullspänningen är ansluten till ankaret kommer en mycket stor ström att flöda och ankaret kan brinna ut innan det kan börja rotera.

Ett motstånd är därför anslutet i serie med ankaret för att begränsa strömmen vid start. Motståndet reduceras gradvis när motorn går fort och skärs helt ur kretsen när full körhastighet uppnås, som visas i figur 16.8. En serie eller förening sårmotor kan dock startas genom direktväxling, eftersom seriefältets och armaturens kombinerade motstånd är tillräcklig för att förhindra en farligt stark strömflöde.

Motorns totala motstånd är sannolikt inte högre än några ohm, så att startströmmen kommer att vara flera gånger större än fulllastströmmen. Som ett resultat är startmomentet mycket stort, t ex sju eller åtta gånger fullt lastmoment, så att en startmotstånd kan behövas för att begränsa detta vridmoment som visas i figur 16.8. (b) Motståndet minskar gradvis när motorn går fort.

Hastighets kontroll:

Hastigheten hos en shuntmotor kan reduceras genom att använda utgångsmotstånden i serie med ankaret som förklaras i figur 16.8 (a). I själva verket minskar en ökning av seriemotståndet motorhastigheten och vice versa. Författarens metod att styra hastigheten hos en shuntmotor är emellertid att koppla ett variabelt motstånd i serie med fältet som visas i fig 16.9. (en). Detta motstånd används för att variera fältströmmen och därmed styrkan i fältet.

En ökning här i motståndet ökar motorns varvtal, (men minskar den maximala belastningen som motorn kommer att köra) och vice versa. För en serie eller kompositmotor styrs varvtalet med variabel motstånd i serie med hela motorn [se bild 16.8. (b)], eller parallellt med seriefältet [se fig 16.9. (B)]. En ökning i motståndet minskar motorhastigheten och vice versa.

8. Elbromsning:

Motorer kan användas för att applicera ett bromsmoment till lasten. Två typer av bromsning brukar användas: Dynamisk och Regenerativ. Vid dynamisk bromsning används motorn som generator och är gjord för att mata elektrisk ström till en motståndsbelastning. Denna kraft släpps ut som värme. Regenerativ bromsning använder motorn som en generator men matar tillbaka strömmen till strömförsörjningen.

Dynamisk bromsning är mer flexibel än regenerativ bromsning men ger problem att sprida värme från motståndet. Det är mindre effektivt än regenerativ bromsning och är den form av bromsning som antagits på många AC-vindare. Regenerativ bromsning är den form som används på DC-bromsar, den energi som tas bort från att transportörerna vilar tillbaka till strömförsörjningen.

9. DC-vindkraftmotorer:

Varje DC-motor, som används för att driva en kollisionsväxelmotor, måste vara lämplig för drift i antingen framåtriktad eller omvänd riktning och kunna producera maximalt utgående vridmoment vid alla hastigheter, från stillastående till full hastighet.

Anslutningen av fältlindningar på en sådan motor skiljer sig från tidigare typer och är följande:

(a) Spolarna på huvudpolen liknar shunttypen men är anslutna till en separat konstant spänningsförsörjning.

(b) Interpolerna är anslutna i serie med ankaret som i tidigare typer.

(c) En kompensationslindning användes som består av isolerade kopparstänger som släpper in i slitsar i huvudpolarnas ytor så att de är så nära som möjligt för ankaret. Ändarna på stången är kopplade med isolerat, format kopparrör för att ge lindning, vilken är kopplad i serie med ankaret. Denna lindning neutraliserar vidare effekterna av ankarreaktion som beskrivits tidigare.

Denna typ av motor benämns vanligen "separat upphetsad" och inom små gränser (på grund av förluster och RI-droppar) är direkt proportionell mot värdet av den applicerade armaturspänningen (och dess polaritet) vid alla utgångsmoment från noll till maximalt . Utgångsmomentet är i själva verket proportionellt mot ankarströmmen. Det framgår att vid tillförsel av ankarströmmen från en variabel spänningskälla kan motorens hastighet styras.

Denna typ av maskiner gör sig tillmötesgående för arbetsuppgifter som kräver fin hastighetsstyrning under acceleration och retardation i framåtriktad och omvänd riktning, såsom i minvindel eller valsverk.

Det finns i själva verket två vanliga metoder som används för att erhålla den variabla DC-spänningen för hastighetsstyrning av DC-motorn, nämligen:

(1) Ward-Leonard-systemet, och

(2) Likriktarsystemet.

(1) Kontroll av Ward-Leonard System:

I detta system erhålls variabel spänning från en motorgeneratorsats som består i grunden av en relativt konstant hastighets-acmotor (dvs slipring induktion eller synkron typ) solid och mekaniskt kopplad till en separat exciterad DC-generator. Systemet förklaras schematiskt i figur 16.10.

Utgångsterminalerna hos DC-generatorn är elektriskt kopplade till ingångsterminalerna hos DC-motorn för att bilda en kraftströmslingskrets. Hastighet och riktning för likströmsmotorn är därför beroende av magneten och polariteten hos DC-generatorfältet, som styrs lämpligt av rörelsen hos lindningsobjektörens styrspak.

I sin enkla och ursprungliga form bestod denna kontroll av en seriekrets från en konstant DC-spänningsförsörjning med en variabel resistansreostat (styrd av styrspaken) fältström och fram- och bakkontaktorer (även vald av spaken) som styr riktningen av strömflödet.

Riktningen av strömflödet i DC-generatorfältet bestämmer utspänningspolariteten och följaktligen rotationsriktningen hos likströmsmotorn. Storleken på DC-generatorens fältström bestämmer utspänningen och därmed hastigheten hos likströmsmotorn.

Den konstanta spännings-DC-tillförseln för DC-motorfältet, DC-generatorfältet och styrkretsen är härledd från en separat DC-exciterare som kan vara en del av motorns generatorsats eller separat driven av en växelströmsmotor. I detta enkla styrsystem faller motorhastigheten dock något med ökad belastning och är känt som ett "öppet slinga" -system vid ett visst värde av den applicerade spänningen.

På de flesta av Ward Leonard-vindrarna installerade sedan slutet av fyrtiotalet har kontrollen varit av det slutna loop-systemet. Med detta system finns ingen variation i hastighet med belastning. Detta är nödvändigt för automatisk lindning för att säkerställa korrekt beläggning av burar vid landningar. I sluten slingstyrning görs en jämförelse mellan den motorhastighet som krävs av förarens handtag och motorens faktiska hastighet.

Detta visas i figur 16.11. Förarens handtag, naturligtvis, operatörer där en potentiometer erhålls en referensspänning som är proportionell mot hävstångens rörelse och den önskade motorns hastighet, dvs 100 procent referensspänning vid fullt spakkast som kräver 100 procent motorhastighet, 50 procent referens spänning vid halvspakskrapa som kräver 50 procent hastighet, eller nollreferensspänning med spak i neutral motorkraft vid stillastående.

En tacho-generator drivs från motorn för att ge en spänningsutgång proportionell mot den faktiska motorvarvtalet. Dessa två spänningar jämförs och skillnaden, känd som felspänningen, och lämpligt förstärkt användes för att öka eller minska generatorfältströmmen tills det inte finns något fel, det vill säga att motorn körs med den hastighet som krävs av positionen för förarspaken.

(2) Likriktarsystem:

I detta system tillhandahålls likströmstillförseln till spolningsmotorn från en likriktare. Tidigare var dessa vanligtvis av kvicksilverbågstyp där utspänningen styrs med hjälp av anodgaller. Gridarna kan vara förspända för att hålla bort anoden för anodbränning under den positiva halvcykeln och så varierar utspänningen från max till noll. I det nuvarande och moderna systemet används tyristorer för denna typ av kontroll.

I den här boken går vi inte djupt in i detaljerna i principen för detta system. Det är emellertid viktigt att notera att strömmen genom likriktaren är enriktad, det är nödvändigt att vrida vridmotorfältet för att motorn ska rotera i omvänd riktning.

10. Inspektion och underhåll av likströmsmotorer:

Det vanliga rutinmässiga underhållet av likströmsmotorer ges nedan på ett systematiskt sätt:

(1) Commutator & Borste:

Vid ett regelbundet mellanrum rensas koldioxidutsläppen från borstkugghusets inre och från kommutatorns yta. Kommutatorerna undersöks regelbundet för sin perfekta yta som är lämplig för bra elektrisk kontakt. Penslarna undersöks också för att säkerställa att de fortfarande är ordentligt bädda till kommutatorn och för att se om de kräver förnyelse.

Borstar måste förnyas innan kopparkontakten som är inbäddad i dem utsätts för kontaktytan, annars kommer borsten att skada kommutatorn. Tillverkarna anger hur mycket slitage som ska tillåtas innan borsten ska förnyas. Om det finns tecken på kraftig gnistning vid borstarna, t.ex. om det finns brännmärken på kommutatorsegmenten, måste orsaken hittas och åtgärdas innan motorn tas i bruk igen.

(2) Inspektion av isolering:

Isoleringen av fält- och armaturlindningarna inspekteras från tid till annan för eventuella tecken på försämring.

Följande villkor indikerar att uppmärksamhet krävs:

(a) Fuktighet och smuts, vilket minskar värdet på isolationsmotståndet.

(b) Spritt lack, vilket gör isoleringen sårbar för penetration av smuts och fukt.

(3) Isolationsresistensprov:

Isolationsmotståndet bör kontrolleras mellan:

(a) Fältlindningarna och motorens ram.

(b) Kommutatorsegmenten (tar i armaturlindningen) och armaturkärnan.

(c) Maskinens borstväxel och ram testas regelbundet, vanligen av en isolationsmotståndstestare, såsom en Metro-ohm eller en Megger. De uppnådda avläsningarna i efterföljande tester registreras, så att någon tendens att försämras kan märkas, och nödvändiga förebyggande åtgärder kan vidtas omedelbart. Om de två fältslindningarna hos en förbandslindningsmotor kan kopplas bort elektriskt är det vanligt att även ta isolationsmotståndet mellan två uppsättningar lindningar.

(4) Vindmotståndstest:

Vid regelbundet intervall mäts motståndet för varje lindning av fältet med en direktlästmätare och den bör jämföras med det korrekta värdet som tillverkaren tillhandahåller.

(5) Undersökning av armatur:

När ankaret avlägsnas från motorn under en översyn, ska följande inspektion utföras utan att misslyckas:

(1) Armaturbanden som säkrar lindningarna inspekteras för att säkerställa att de är i gott skick, det vill säga att det inte finns några lösa vridningar av bindningstråd, och att löd- och kvarhållarklämmorna är säkra.

(2) Ett isoleringsmotståndstest utförs vanligtvis mellan banden och armaturlindningen och även mellan banden och ankaret kärnan.

(3) Avlägsnande av smuts och kolstoft från borstarna avlägsnas från kommutatorns omgivning, t ex från kommutatorns stigare och från de isolerade ändringarnas exponerade ytor.

(4) Kommutatorens arbetsyta ges en noggrann granskning, om det finns tecken på bränning eller grop kan ytan bli bra genom mycket noggrann vridning. Orsaken till gnista eller nötning som har skadat kommutatorytan måste samtidigt fastställas och åtgärdas.

(5) Kommutatorens glimmer segment undersöks. Om det finns tecken på förbränning eller karbonisering måste glimmersegmenten bytas ut.

(6) Kommutatorns yta undersöks för att säkerställa att inga glimmersegment står ut ur kopparsegmenten. Glimmersegmenten är vanligen underkastade lite under (säger ca 1/32 tum till 1/6 tum djup) nivån på kopparsegmenten för att undvika eventuell nedsmutsning med penslarna. På de flesta maskinerna är emnerna emellertid färdiga med kolsegmenten.

(7) De lödda anslutningarna till kommutatorn undersöks för att säkerställa att löddet inte har kastats och att lederna inte är sprungna. Lödning av löddet indikerar lösa lindningar i ankarplatserna.

Armaturledarnas motstånd erhålles genom testning mellan varje par av närliggande kommutatorsegment. En känslig direktmätare som en kanal kan användas, men mer exakta resultat erhålls genom att en tung ström passerar genom ankaret och mäter millivoltfallet mellan segmenten.

Motståndet mellan varje par segment bör vara desamma inom en tolerans som anges av tillverkaren. Eventuell variation av tolerans indikerar ett fel. Ett högt motstånd (eller millivoltfall) mellan ett par segment indikerar en öppen krets i lindningen medan ett lågt motstånd (eller millivoltfall) indikerar en kortslutning. Millivoltfallet måste vara nära eller lika med resultaten från tillverkaren.

11. Felsökningstabeller:

(a) När motorn inte körs:

1. Armaturen är inte fri att springa:

Eventuellt ett fel i maskinens mekaniska drift. Ankaret på en seriemotor kan dock låsa mot fältslindningarna om maskinen har låtit tävla och armaturbanden har brutits eller någon mekanisk störning har inträffat.

2. Terminalanslutningar Broken:

På grund av överhettning / misshandel, omedelbart åtgärdas.

3. Nuvarande väg genom borstar Avbruten:

En eller flera borstar inte kommit i kontakt med kommutatorn, eller en bruten koppling till borstmaskinen.

4. Öppna kretsen i fältlindningar:

Testa motståndet hos fältlindningarna med lågläst ohmmätare.

5. Kortslutning i fältlindning:

Testa motståndet hos fältlindningarna med lågläst ohmmätare.

(b) Motorväxlar:

Möjligt symptom på fel: / Orsaker

1. Öppningskrets i startmotstånd:

Detta fel skulle förhindra att motorn startar med motstånd i kretsen. Operatören får inte flytta starthandtaget till "RUN" -positionen om motorn inte startar normalt.

2. Huvudkontaktor eller omkopplare som inte slutför kretsen.

Undersök kontakterna för allmäntillstånd. Se till att kontakterna gör tillräckligt med tryck.

(c) Motorens låga varvtal (under nominell hastighet):

Eventuellt symptom på fel / Orsaker och / eller lokalisering av orsakerna

1. Motstånd i startpanelen är inte utrustad korrekt:

Omkopplaren kan vara defekt. Kontrollera och ta bort felet.

2. Högt motstånd i ankaret:

Kontrollera lödda fogar mellan kommutatorhöjningarna och motstånden hos armaturledarna.

3. Kortslutning i armatur:

Utför ett spänningsfallstest på ankaret och / eller ett induktionstest.

4. Otillräcklig kontakt mellan borstar och kommutatorn:

Undersök penslarna för att säkerställa att deras kontaktyta är bäddad till kommutatorbågen, och att de inte är skadade, utplånade genom att gnista eller täckas med en film som orsakas av oxidation.

5. Otillräckligt borstfjädertryck:

Mät borstfjädrarnas tryck med en fjäderbalans. Se till att borstarna inte bärs bortom den punkt där borstfjädrarna eller fjäderbelastningen kan bära på dem effektivt.

(d) Hög hastighet (överstigningshastighet):

Symtom / orsaker och / eller lokalisering Orsaker

1. Sammansatt eller interpolig lindning kortsluten, öppen cirkulerad eller omvänd:

Undersök anslutningarna till dessa lindningar. Testa deras motstånd med en lågavläsande ohmmeter.

2. Hög resistans vid shuntlindning:

Undersök anslutningarna till lindningarna testa dess motstånd med en lågavläsande ohmmeter. Om motorn har en shuntfälthastighetsreglering, se till att motståndet är helt avstängt.

3. En eller flera shuntspolar reverserade:

Kontrollera anslutningarna.

4. Kortslutning i seriefält:

Mät motståndet hos lindningarna.

5. Borstposition störd:

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.