46.Пуск дпт. Схема пуска. Расчет сопротивления пускового реостата.

В момент пуска якорь двигателя неподвижен (n = 0), поэтому отсутствует и противоЭДС (E = C_eФn = 0). Из уравнения якорной цепи видно, что пусковой ток якоря (4.16)ограничен только сопротивлением обмотки якоря R_я. Поскольку R_я мало (особенно у ДПТ средней и большой мощности), то пусковой ток велик и превышает номинальное значение в десятки раз (рис. 14.13, а). Время пуска t_п длится десятые доли секунды у маломощных двигателей (менее 1 кВт) и достигает нескольких десятков секунд у мощных двигателей. Существует три способа пуска: 1) прямой пуск; 2) применение пускового реостата; 3) снижение напряжения якоря. Прямой пуск применяют только для маломощных двигателей, у которых I_яп не превышает (4–6)I_ном.

Рис. 14.13. Пусковые характеристики ДПТ (а), пуск двигателя с реостатом (б)

Пусковой реостат R_п включают последовательно с обмоткой якоря (рис. 14.11). В момент пуска R_п вводится полностью. Тогда I_яп = U_ном/(R_я + R_п). (4.17)

R_п рассчитывают так, чтобы для машин средней и большой мощности обеспечить I_п = (1,4–1,8)I_ном, а для машин малой I_п = (2‑2,5)I_ном. Обычно по мере разгона двигателя сопротивление R_п ступенчато выводят до нуля. Графическая иллюстрация пуска для ДПТ параллельного возбуждения приведена на рис. 14.13, б. Введение в цепь якоря сопротивления R_п приводит к уменьшению «жесткости» механической характеристики тем сильнее, чем больше R_п. Получаемые при этом характеристики называют искусственными. На рис. 14.13, б искусственной характеристике И₃ соответствует R_п с введенными тремя ступенями. Поочередный ввод ступеней R_п дает «веер» характеристик И₃, И₂, И₁, ε, где ε – естественная характеристика. Частота холостого хода п₀ при этом сохраняется (4.13). Процесс пуска характеризуется зигзагообразным движением точки вдоль стрелок из точки 1 к точке 8.

Отметим, что снижение пускового тока снижает и пусковой момент М_п, что ведет к затяжке пуска или даже его срыву. Поэтому в начале пуска увеличивают магнитный поток за счет вывода регулировочного реостата R_р в цепи возбуждения (рис. 14.11, а). По мере разгона двигателя R_р вводят с целью достижения требуемой частоты вращения. Эта мера позволяет двигателю при небольшом пусковом токе развить достаточно большой пусковой момент.

Пуск при пониженном напряжении U применяется в достаточно мощных двигателях, поскольку применение пусковых реостатов давало бы слишком большие тепловые потери. Недостатком этого способа пуска является необходимость в источнике регулируемого напряжения, что, однако, компенсируется возможностью использовать такой источник для регулирования частоты вращения.

49.Способы Эл торможения дпт.

Для быстрого торможения двигателя его переводят в режим, при котором электромагнитный момент изменяет направление. Различают 3 способа торможения: 1) динамическое, 2) генераторное (рекуперативное), 3) противовключением.

При динамическом торможении якорь отключают от питающего напряжения и замыкают на реостат R_т (рис. 14.16, а). Из уравнения для якорной цепи 0 = Е +(R_я+R_т)I_я следует, что ток I_я, а значит и момент М, изменяют направление. Процесс торможения иллюстрирует рис. 14.16, б. Поскольку частота n не может изменяться скачком, то в момент переключения рабочая точка из а₁ по горизонтали переходит в а2 и затем, замедляясь по наклонной прямой, в точку останова 0.

Рис. 14.16. Схема (а) и диаграмма динамического торможения, диаграмма рекупе-

ративного торможения (б)

Рекуперативное торможение происходит при соблюдении условия E > U. Из уравнения U = E + I_яR_я следует, что при этом I_я и M становятся отрицательными. Такое явление может наблюдаться при спуске двигателем груза или ходе под уклон трамвая. Якорь может набрать n > n₀. На рис. 14.17, в это соответствует движению рабочей точки из позиции а₁, через точку n₀ в а₂. Переход рабочей точки из первого квадранта во второй соответствует переходу машины из двигательного режима (M > 0) в генераторный (M < 0) и отдаче энергии в сеть (рекуперация энергии). Генераторный режим может возникнуть при резком снижении напряжения якоря. Механическая характеристика при этом параллельно смещается вниз, а рабочая точка из позиции а₁ скачком переходит в а₃ и далее в а₄ (при M_с = const).

Торможение противовключением выполняют, изменяя полярность подключения якоря (рис. 14.17, а). После перевода переключателя из позиции 1 – 1' в позицию 2 – 2' уравнение якорной цепи принимает вид: ‑U = E+I_я(R_я+R_д). Откуда I_я = ‑(U+E)/(R_я+R_д). Тогда ток I_я, а значит, и момент M изменяют знак. Для ограничения тока в цепь якоря вводится добавочное сопротивление R_д. На рис. 14.17, б изменению знака U соответствует переход к «отрицательной» механической характеристике 2. Добавление R_д в цепь якоря ухудшает «жесткость» этой характеристики, и в итоге появляется характеристика 3. Рабочая точка из позиции а₁ скачком переходит в а₂ и затем по характеристике 3 скользит вниз. Если в момент прохождения точкой горизонтальной оси (n = 0) не отключить питающее напряжение, точка продолжит движение по характеристике 3, т. е. начнется разгон ДПТ в обратном направлении (реверс). Этот процесс является самым быстрым (и самым неэкономным) способом реверсирования.

Рис. 14.17. Торможение противовключением: а) схема; б) диаграмма