3. Схемы управления электродвигателями постоянного тока

1. Пуск электродвигателя постоянного тока

При пуске электродвигателя постоянного тока I_я определяется зависимостью

Е= е =0.

Сопротивления якоря мало, поэтому пусковой ток во много раз превышает номинальный ток якоря.

Для уменьшения пускового тока в цепи якоря включают пусковой резистор.

При пуске скорость ЭД увеличивается, ЭДС возрастает и ток якоря постепенно уменьшается.

Пропорционально этому уменьшается момент двигателя, и темп разгона снижается. Для сохранения необходимого значения тока и момента при пуске сопротивление пускового резистора постепенно уменьшают. Когда пуск заканчивается, сопротивление должно быть полностью выведено из цепи якоря. Проделать это вручную невозможно, поэтому автоматизируют. На практике пусковой резистор делят на несколько секций, которые автоматически шунтируются контактами управляющих контакторов по мере разгона ЭД.

Автоматическое управление пуском осуществляют в функции времени, скорости двигателя или величины тока якоря, так как эти величины достаточно просто поддаются изменению. Наибольшее распространение получили схемы управления пуском в функции времени.

На рисунке 3 представлена схема пуска ЭД постоянного тока с двумя ступенями пускового реостата.

Рисунок 3 - Схема пуска двигателя постоянного тока (а)

и механические характеристики (б)

Пуск двигателя осуществляется полным потоком возбуждения при включенной обмотке возбуждения в сеть.

Одновременно с включением обмотки возбуждения включается электромагнитное реле времени КТ1. Реле времени обеспечивает выдержку при отпускании. Поэтому для отсчета времени реле времени КТ1 необходимо предварительно включить. Контакты реле КТ1 включены в цепь катушки контактора ускорения КМ2. При срабатывании реле КТ1 они размыкаются и подготавливают эту цепь к последующему включению. Теперь схема готова к работе. После нажатия на кнопку пуск (SB2) срабатывает контроллер КМ1 и ставит себя на блокировку (контактами КМ1 // SB2). Его рабочие контакты ( КМ1)² замыкают цепь якоря ЭД , а вспомогательный размыкающий контакт (КМ1) размыкает цепь катушки реле времени КТ1 , которое начинает отсчет выдержки времени. Начинается пуск с двумя ступенями пускового реостата.

По цепи якоря протекает большой ток, который создает на сопротивлении R1 первой ступени пускового реостата падение напряжения, достаточное для срабатывания второго реле времени КТ2. Контакты этого реле размыкают цепь второго контактора ускорения КМ3, подготавливая его к работе.

По истечении выдержки времени реле КТ1 замыкает цепь катушки контактора КМ2. Рабочие контакты этого контактора шунтируют первую ступень пускового реостата, уменьшая сопротивление якоря. Одновременно с этим шунтируется, а соответственно отключается, катушка реле времени КТ2, которое начинает отсчет времени второй выдержки времени.

Когда это время закончится, контакты КТ2 замыкают цепь контактора КМ3. Рабочие контакты этого контактора шунтируют вторую ступень пускового реостата. Двигатель начинает работать на естественной характеристике и разгоняется до скорости w_уст , соответствующей приложенному моменту сопротивления М_с.

Механические характеристики пуска двигателя показаны на рис.3 (б) при включении 2-х ступеней пускового реостата - характеристика 1 и т.д. Выдержки времени должна выбираться так, что работа на каждой механической характеристики происходила в пределах одинаковых моментов М₁ и М₂.