1.2. Принципи пуску двигуна у функції часу.

При цьому способі пуску двигунів застосовують апарати, які контролюють час розгону електроприводу. У корабельному приводі для цих цілей використовують реле часу серій РЕМ 200, РЕМ 20 і таймтакторі (контактори з витримкою часу) серії КУВ. Дія цих апаратів не пов'язана з зміною швидкості й струму в головному ланцюгу, тому пуск у функції часу застосовується в корабельних електроприводах з частими або тяжкими умовами пуску (поршневі насоси, компресори, палубні механізми).

Витримка часу для апаратів розраховується, виходячи з електромагнітного моменту двигуна, статичного моменту на валу й моменту інерції приводу. Ця витримка визначається часом розгону на кожному рівні пуску.

З рівняння руху приводу (16-5) час розгону двигуна на кожному рівні при постійних моментах (пусковому, статичному й моменті інерції) визначається вираженням

.

Якщо двигун пускається при різних навантаженнях на валу, то витримку часу апаратів прискорення необхідно встановлювати відповідно нормальним умовам пуску при середньому навантаженні. Витримка часу спрацювання встановлюється за допомогою зворотних пружин, що впливають на якір апарату, а так саме немагнітними прокладками якоря й демпферними кільцями, що встановлюються на їх магнітопровіди.

Робота де якого електромагнітного апарата (реле часу або таймтактору) пояснюється тяговою та механічною характеристиками. Перша є залежність електромагнітного тягового зусилля від ходу якоря Fем=f(x), та при де яких умовах - від часу. Друга - залежність зусилля пружин від ходу якоря F=f(x), від часу практично не залежіть. Тягове зусилля розраховується як похідна електромагнітній енергії від руху х, яка може бути представлена у функції магнітного потоку, магнітного опору зазору й ходу якоря:

,

де - МРС; - магнітний опор зазору х; - магнітна постійна; - перетин зазору під якорем; С – постійна величина.

Тоді тягове зусилля

,

тобто пропорційно квадрату магнітного потоку.

Під час відключення котушки реле, електричній стум і магнітній потік в ній зникає повільно. Це явище пояснюється принципом Ленца. Потік, що спадає, призводить до появи вихрового струму, який створює свій магнітний потік, що протидіє основному потоку. Для посилення цього явища основу реле часу виконують масивним, та використовують демпфери у вигляду кілець і циліндрів, що одягають на магнітопровід, рис. 7.4. Крим того під якір ставлять немагнітні прокладки, що регулюють початковий зазор і магнітній потік.

Диференціальне рівняння, що описує зміну потоку, надає відоме рішення , тоді електромагнітне тягове зусилля має вигляд

,

де - початковий потік; - постійна часу, що розраховується відношенням індуктивності котушки L до Ії електричного опору R.

Рис.7.4. Демпфер і тимчасова діаграма дії апарату з витримкою часу:

1- без демпфера; 2-тількі з демпфером; 3 - з демпфером і прокладкою під якорем.

Регулювання витримки часу реле може бути здійснене в значних межах підбором товщини немагнітної прокладки та зміною натиску відтискної пружини.

Схема пуску двигуна постійного струму у функції часу, рис.7.5, містить головний контактор КМ, призначений для підключення двигуна до мережі, і контактор прискорення КТ (таймтактор) з витримкою часу на відпущення апарату, який своїми нормально замкненими контактами шунтує пусковий резистор R.

Рис. 7.5. Схема пуску двигуна у функції часу.

При подачі живлення на затиски схеми отримує живлення котушка контактору прискорення КТ, при цьому контактор розриває свої контакти, що шунтують пусковий опір і вводити його в ланцюг якоря. При натисненні кнопки SB1 «Пуск» отримує живлення контактор КМ, який головними контактами підключає двигун до мережі через пусковий опір.

Одночасно головний контактор КМ розмикає свій нормально замкнений контакт у ланцюгу котушки контактору прискорення КТ. Після закінчення встановленої витримки часу контактор прискорення відпускає свій якір і шунтує пусковий опір. Двигун переходить з реостатної 1 на природну характеристику 2, рис.7.1. Зміна струмів під часі розгону показана на тимчасовій діаграмі, рис.7. 3.

При пуску двигуна в декілька ступенів кількість апаратів, що здійснюють витримку, повинне дорівнювати числу пускових ступенів.

Пуск двигунів за часом володіє наступними достоїнствами: пуск відбувається чітко по заздалегідь наміченому графіку; можливість уставлення пускового опору в ланцюгу виключається; витримка години апаратів прискорення практично не залежить від коливань напруги мережі. Завдяки цим перевагам пуск у функції часу отримав найбільш широке застосування для корабельних електроприводів з важкими умовами пуску. До них відносяться приводи гвинтових і поршневих насосів, компресорів, лебідок, шпілевих, швартовних й інших корабельних пристроїв.