Б) Работа электродвигателей постоянного тока в переходном режиме

1. Режим пуска. Способы пуска электродвигателей постоянного тока

1.1. Прямой пуск

При прямом пуске двигатель включается непосредственно в сеть ( рис. 9.1 ), для чего вручную ( при ручном управлении ) или при помощи аппаратуры ( при автоматизированном пуске ) замыкают контакты К1 и К2..

Рис. 9.1. Прямой пуск двигателя: а – схема пуска; б – пусковая диаграмма

По Правилам Регистра, прямой пуск электродвигателей допускается при условии, что номинальная мощность двигателя не превышает 0,5 кВт, т.е. Р ≤ 0,5 кВт.

Такое ограничение мощности объясняется тем, что при прямом пуске пусковой ток якоря двигателя превышает номинальный в десятки раз.

Причина больших пусковых токов – отсутствие противоЭДС обмотки якоря в момент пуска, когда якорь неподвижен. Такие токи вызывают ухуд-шение коммутации вплоть до возникновения кругового огня на коллекторе, а также провалы напряжения сети, нарушающие нормальную работу остальных приемников электроэнергии.

Допускаемые по условиям коммутации значения пусковых токов

не должны превышать номинальный более чем в 2,5 раза.

Уменьшить пусковые токи можно двумя способами:

1. увеличить при пуске сопротивления цепи обмотки якоря ( реостатный пуск );

2. уменьшить при пуске напряжение на обмотке якоря.

Рассмотрим поочередно эти два способа.

1.2. Реостатный пуск

Схема реостатного пуска изображена на рис. 9.2.

Рис. 9.2. Реостатный пуск двигателя: а – схема пуска; б – пусковая диаграмма

При пуске замыкаются контакты К1 и К2, контакт К3 разомкнут. Через контакты К1 и К2 на обмотку якоря «А» и параллельную обмотку возбуждения «L» подается пита-ние сети, а через разомкнутый контакт КМ3 в цепь обмотки якоря вводится пусковой резистор R , поэтому полное сопротивление обмотки якоря увеличивается .

На практике для ручного пуска применяют пусковые реостаты ( отсюда название этого способа – реостатный ), имеющие несколько ступеней.

2.Режим изменения скорости. Способы регулирования частоты вращения электродвигателей постоянного тока

2.1. Основные сведения

Рассмотрим способы регулирования частоты вращения электродвигателей постоянного тока на примере электродвигателя с независимым ( параллельным ) возбуждением.

1. Первый способ регулирования – изменением напряжения на обмотке якоря.

Применяется только для двигателей с независимым возбуждением в т.н. «системах генератор – двигатель» ( см. ниже ).

2.Второй способ – изменением сопротивления цепи обмотки якоря.

На практике осуществляется путем введения добавочных резисторов последовательно с обмоткой якоря.

Этот способ применяется в электроприводах грузоподъемных механизмов и якорно-швартовных устройств на постоянном токе.

3.Третий способ – изменением магнитного потока полюсов.

На практике осуществляется путем введения добавочных резисторов последовательно с параллельной обмоткой возбуждения.

При этом магнитный поток возбуждения уменьшается, а скорость якоря увеличивается.

Этот способ регулирования применяется в электроприводах грузоподъемных механизмов и якорно-швартовных устройств для получения высоких скоростей при перемещения холостого гака ( грузовые лебедки и краны ) или швартовного каната ( брашпили, шпили ), т.е. при небольшой нагрузке на валу электродвигателя.