- прямий пуск
- Пуск за допомогою пускового реостата або пускових опорів
- Пуск при зниженій напрузі ланцюга якоря
При пуску двигуна в хід необхідно: 1) забезпечити належний пусковий момент і умови для досягнення необхідної швидкості обертання; 2) запобігти виникненню надмірного пускового струму, небезпечного для двигуна.
Можливі три способи пуску двигуна в хід: 1) прямий пуск, коли ланцюг якоря підключається безпосередньо до мережі на її повне напруга; 2) пуск за допомогою пускового реостата або пускових опорів, що включаються послідовно в ланцюг якоря; 3) пуск при зниженій напрузі ланцюга якоря.
прямий пуск
При n = 0 також E а = 0 і, відповідно до виразу (5), в статті " Загальні відомості про двигуни постійного струму "
У нормальних машинах R а = 0,02 - 0,1, і тому при прямому пуску з U = U н ток якоря неприпустимо великий:
I а = (5 - 10) I н.
Внаслідок цього прямий пуск застосовується тільки для двигунів потужністю до декількох сотень ват, у яких R а відносно велике і тому при пуску I а ≤ (4 - 6) I н, а процес пуску триває не більше 1 - 2 с.
Пуск за допомогою пускового реостата або пускових опорів
Малюнок 1. Схема пуску двигуна паралельного збудження за допомогою пускового реостата (а) і пускових опорів (б)
Для двигунів з паралельним збудженням найпоширенішим є пуск за допомогою пускового реостата або пускових опорів (рисунок 1).
При цьому замість виразу (5), в статті " Загальні відомості про двигуни постійного струму "маємо
а в початковий момент пуску, при n = 0,
де R п - опір пускового реостата, або пусковий опір. Значення R п підбирається так, щоб в початковий момент пуску було I а = (1,4 - 1,7) I н [в малих машинах до (2,0 - 2,5) I н].
Розглянемо докладніше пуск двигуна паралельного збудження за допомогою реостата (рисунок 1, а).
Перед пуском (t <0) рухливий контакт П пускового реостата варто на холостому контакті 0 і ланцюг двигуна розімкнути. У початковий момент пуску (t = 0) рухливий контакт П за допомогою рукоятки перекладається на контакт 1, і через якір піде струм I а, який визначається рівністю (3). Ланцюг обмотки збудження ОВ підключається до нерухомої контактної дузі д, по якій ковзає контакт П, щоб під час пуску ланцюг збудження весь час була під повним напругою. Це необхідно для того, щоб i в і Фδ при пуску були максимальними і постійними, так як при цьому, відповідно до виразу (8), в статті " Загальні відомості про двигуни постійного струму ", При даних значеннях I а розвивається найбільший момент М. З цією ж метою регулювальний реостат збудження ставиться при пуску в положення R П.В = 0.
При положенні контакту П пускового реостата на контакті 1 (t = 0) виникають струми I а і i в, а так же момент М, і якщо М більше М ст, то двигун прийде в обертання і швидкість n буде рости зі значення n = 0 (рисунок 2). При цьому в якорі буде индуктироваться електрорушійна сила (е. д. с.) E а ~ n і, відповідно до виражень (2) і (8), представлених в статті " Загальні відомості про двигуни постійного струму ", I а і M, а також швидкість наростання n будуть зменшуватися. Зміна цих величин при M ст = const відбувається за експоненціальним законом.
Коли I а досягне значення I а хв = (1,1 - 1,3) I н, контакт П пускового реостата переведеться на контакт 2. Внаслідок зменшення R п ток I а зважаючи на малу індуктивності ланцюга якоря майже миттєво зросте, M також збільшиться, n буде рости швидше і в результаті збільшення E а значення I а і M знову будуть зменшуватися (малюнок 2). Подібним же чином розвивається процес пуску при послідовному перемиканні реостата в положення 3, 4 і 5, після чого двигун досягне встановленого режиму роботи зі значеннями I а і n, які визначаються умовою M = M ст [дивіться рівності (8) і (9), в статті " Загальні відомості про двигуни постійного струму "].
При пуску на холостому ходу M ст = M 0. Струм I а = I а0 в цьому випадку малий і становить звичайно 3 - 8% від I н.
Заштриховані на малюнку 2 ординати представляють собою, відповідно до виразу (2), представленого в статті " Загальні відомості про двигуни постійного струму ", Значення надлишкового, або динамічного, моменту
M дин = M - M ст,
під впливом якого відбувається збільшення n.
Число ступенів пускового реостата і значення їх опорів розраховуються таким чином, щоб при належних інтервалах часу перемикання ступенів максимальні і мінімальні значення I а на всіх щаблях вийшло однаковими.
За умовами нагріву щаблі реостата розраховуються на короткочасну роботу під струмом.
Зупинка двигуна проводиться шляхом його відключення від мережі за допомогою рубильника або іншого вимикача. Схема малюнка 1 складена так, щоб при відключенні двигуна ланцюг обмотки збудження не розмикалася, а залишалася замкнутою через якір. При цьому струм в обмотці збудження після відключення двигуна зменшується до нуля не миттєво, а з досить великою постійною часу. Завдяки цьому запобігається индуктирование в обмотці збудження великий е. д. з. самоіндукції, яка може пошкодити ізоляцію цієї обмотки.
Застосовуються також дещо видозмінені в порівнянні з малюнком 1, а схеми пускових реостатів, без контактної дуги д. Кінець ланцюга збудження при цьому можна приєднати, наприклад, до контакту 2, і при роботі двигуна послідовно з обмоткою збудження будуть включені останні ступені реостата. Оскільки їх опір в порівнянні з R в = r в + R р.в мало, то це не робить великого впливу на роботу двигуна.
Автоматизувати перемикання пускового реостата незручно. Тому в автоматизованих установках замість пускового реостата використовують пускові опору (рисунок 1, б), які по черзі шунтуються контактами К1, К2, К3 автоматично працюючих контакторів. Для спрощення схеми і зменшення кількості апаратів число ступенів приймається мінімальним (у двигунів малої потужності зазвичай 1 - 2 ступені).
Ні в якому разі не можна допускати розриву ланцюга паралельного збудження.
У цьому випадку потік збудження зникає ні відразу, а підтримується індуковані в ярмі вихровими струмами . Однак цей потік буде швидко зменшуватися і швидкість n, відповідно до виразу (7), представленого в статті " Загальні відомості про двигуни постійного струму ", Буде сильно збільшуватися (" рознос "двигуна). При цьому [дивіться рівність 8, в статті" Загальні відомості про двигуни постійного струму "] Ток якоря значно зросте і виникне круговий вогонь , Внаслідок чого можливе пошкодження машини, і тому, зокрема, в ланцюгах збудження не ставлять запобіжників і вимикачів.
Пуск при зниженій напрузі ланцюга якоря
Обмеження пускового струму досягається також в разі харчування ланцюга якоря при пуску від окремого джерела струму з регульованою напругою (окремий генератор постійного струму , Керований випрямляч). Обмотку збудження при цьому необхідно живити від іншого джерела, з повним напругою, щоб мати при пуску повний струм i в. Цей спосіб пуску застосовують найчастіше для потужних двигунів, притому в поєднанні з регулюванням швидкості обертання.
Пуск двигунів послідовного і змішаного збудження проводиться аналогічним чином. схема пуску двигуна змішаного збудження нічим не відрізняється від схеми пуску двигуна паралельного збудження (рисунок 1), а схема пуску двигуна послідовного збудження спрощується за рахунок виключення паралельної ланцюга збудження.
Для зміни напрямку обертання (реверсування) двигуна необхідно змінити напрямок струму в якорі (разом з додатковими полюсами і компенсаційної обмотки ) Або в обмотці (обмотках) збудження.
Джерело: Вольдек А. І., "Електричні машини. Підручник для технічних навчальних закладів" - 3-е видання, перероблене - Ленінград: Енергія, 1978 - 832с.
