Пуск и торможение двигателей постоянного тока с параллельным возбуждением

Пуск двигателей постоянного тока с параллельным возбуждением имеет некоторые особенности по сравнению с пуском асинхронных двигателей. При прямом пуске согласно естественной механической характеристике 1 (рис. 10) пусковой ток и пусковой момент были бы недопустимо большими. Поэтому пуск осуществляют с помощью пускового секционированного реостата R1 (рис. 10). Сопротивления секций пускового реостата выбирают так, чтобы двигатель при включении развивал заданный пусковой момент M₂ (M₂ = 2М_Н). Минимальный момент М₁ двигателя при пуске выбирают равным 1,1M_Н.

При включении в цепь якоря всех ступеней пускового реостата двигатель работает на механической характеристике 4 (рис. 10). При достижении минимального пускового момента М₁ одну секцию реостата отключают и двигатель переходит на работу по характеристике 3. Затем отключают следующую секцию пускового реостата, пока двигатель не перейдет на работу по естественной механической характеристике.

Пуск двигателей постоянного тока обычно производится автоматически. Реостаты с ручным управлением почти не применяются, так как их обслуживание связано со значительными затратами времени. Кроме того, вручную трудно обеспечить заданный режим пуска и при неумелом обслуживании могут возник­нуть недопустимые перегрузки.

Для двигателей постоянного тока с параллельным возбуждением применяют электрическое торможение трех видов: противовключением, динамическое и рекуперативное.

При торможении противовключением естественную механическую характеристику2 обратного хода (рис. 11) использовать нельзя, так как тормозной момент двигателя и ток якоря были бы недопустимо большими.

Поэтому в режиме торможения противовключением используют только искусственные (реостатные) характеристики двигателя. Возникающий при переходе на искусственную характеристику 3 (из точки А на естественной характеристике 1 в точку B) тормозной момент по мере снижения скорости вращения якоря уменьшается. По окончании торможения (точка С) двигатель следует отключить от сети, так как иначе он перейдет в реверс.

Режим динамического торможения двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением можно получить, отключив якорь двигателя от сети и замкнув его на реостат (рис. 11). Двигатель при этом начинает работать как генератор. Так как в этом случае напряжение к цепи якоря не подводится (U = 0), то уравнение механической характеристики (11) для режима динамического торможения принимает вид

(15)

Это уравнение прямой, проходящей через начало координат. В зависимости от величины сопротивления в цепи якоря изменяется наклон характеристики (прямые 4…7) и величина тормозного момента (положение точки D). Для повышения интенсивности торможения сопротивление в цепи якоря можно изменять, и процессе торможения, переходя с одной характеристики на другую, как это делалось при пуске двигателя. Средний тормозной момент при этом увеличится, а время торможения сократился.

Как и при торможении асинхронных двигателей, в обоих рассмотренных случаях торможения двигателей постоянного тока с параллельным возбуждением кинетическая энергия движущихся масс превращается в тепло, выделяющееся в якоре двигателя.

Рекуперативный тормозной режим можно получить увеличением магнитного потока работающего двигателя. В этом случае двигатель с искусственной механической характеристики 8 переходит на работу по генераторной части механической характеристики, соответствующей большему магнитному потоку двигателя (например, из точки F в точку G). При скачкообразном увеличении магнитного потока двигателя э. д. с. якоря превышает напряжение сети, вследствие чего изменяется направление тока якоря и момента двигателя. Двигатель развивает тормозной момент, отдавая энергию в сеть. При снижении скорости якоря до скорости идеального холостого хода тормозной момент уменьшается до нуля.

Во всех рассмотренных случаях тормозные характеристики необходимо выбирать так, чтобы ток якоря во время торможения не превышал допустимые пределы.