13.4. Пуск и реверсирование двигателей постоянного тока
Пуск двигателей постоянного тока длится от долей секунд до нескольких десятков секунд. Пусковые качества характеризуются
кратностью пускового тока ( |
|
I п |
|
) и пускового момента ( |
M п |
). |
||
|
I ном |
|
M ном |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Пусковой момент |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
M п CМ ФIп , |
|
|
||
где пусковой ток Iп |
U |
10 |
20 Iном . |
|
|
|||
|
|
|
|
|||||
Rя |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Если не принять мер, то пуск ДПТ может сопровождаться недопустимым скачком тока якоря и резким толчком на валу.
Такой скачок вызовет искрообразование под щетками, которое может привести к быстрому разрушению коллектора и ухудшает коммутацию машины.
Для предотвращения этого явления пуск ДПТ осуществляется с помощью пускового реостата Rп ( рис. 99), который можно рассчитать, исходя из условия
Iп |
|
U |
|
2 2,5 Iном . |
|
|
|
||
Rя |
|
|
||
|
|
Rп |
||
Скачок пускового тока в этом случае длится недолго, так как при вращении якоря появляющаяся противо ЭДС уменьшает ток якоря.
После осуществления пуска пусковой реостат (Rп) должен быть полностью выведен вручную или автоматически (Rп = 0).
Двигатели постоянного тока малой мощности можно пускать и без пускового реоcтaтa, так как они обладают достаточно большим сопротивлением якоря. По сравнению с другими двигателями ДПТ имеют самые лучшие пусковые качества. Они могут развивать пуско-
вой момент Mп = (2 4)Mном при пусковом токе Iп = (2 2,5) Iном.
Это обеспечивает быстрый разгон механизмов, приводимых двигателями постоянного тока.
Пусковой реостат, разделенный на секции, выполняется из провода или ленты с высоким удельным сопротивлением. Провода
162
присоединяются к медным кнопочным или плоским контактам в местах перехода от одной секции обмотки якоря к другой. По контактам перемещается медная щетка поворотного рычага реостата.
Пуск производится при последовательном уменьшении сопротивления реостата путем перевода рычага реостата с одного неподвижного контакта на другой и выключения секций.
На рис. 99 показана схема пуска ДПТ с параллельным возбуждением.
+–
V
АPA1 Rп 
IЯ |
А |
PA2 |
|
||
Iв |
Rр |
|
Рис. 99
В начальный момент пуска пусковой реостат должен быть введен (Rп = max), а реостат в цепи возбуждения выведен (Rр = 0).
Это необходимо для создания наибольшего магнитного потока при пуске. Пусковые реостаты рассчитаны на 4 6 пусков, поэтому необходимо следить, чтобы в конце пуска пусковой реостат Rп был
полностью выведен.
Реверсирование ДПТ осуществляется путем изменения направления вращающего момента. Это достигается или посредством изменения направления тока якоря, или направления потока полюсов, т. е. тока возбуждения Iв. Обычно реверс ДПТ осуществляется путем переключения концов обмоток якоря.
163
13.5. Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока
Исходя из формулы частоты вращения ДПТ
n |
U |
I я Rя |
, |
|
CE Ф |
||
|
|
|
получаем три способа регулирования частоты вращения:
–реостатное регулирование – осуществляется путем изменения суммарного сопротивления цепи якоря и пускового реостата; это регулирование неэкономично и применяется для двигателей малой мощности;
–полюсное регулирование – осуществляется посредством изменения магнитного потока полюсов Ф с помощью реостата в цепи обмотки возбуждения;
–якорное регулирование – осуществляется путем изменения напряжения, подводимого к якорю двигателя. Применяется в основном для двигателей с независимым возбуждением и требует наличия специального источника регулируемого напряжения, при этом пускового реостата не требуется, так как пуск осуществляется при малом напряжении.
Последний способ широко используется в системах автоматического управления.
164
14.ЭЛЕКТРОПРИВОД
14.1.Понятие об электроприводе. Назначение и область применения
Электропривод – совокупность устройств, приводящих в движение производственные механизмы и установки при помощи электрических двигателей.
Современный электропривод – это электромеханический комплекс, в который кроме электродвигателей и рабочих машин входят устройства передачи движения от двигателя к машине (например, редуктор), преобразователи электроэнергии, а также системы управления, в простейшем случае представленные аппаратурой управления пуском, остановкой и аппаратурой регулирования работы привода. Кроме того, аппаратура управления защищает электродвигатели от перегрева и отключает их при отклонении условий работы от нормальных.
Решение задач электропривода сводится к анализу работы проектируемого электропривода, технико-экономическому обоснованию выбора типа двигателя, системы управления им, расчету пусковых реостатов (если они есть) и составлению заявки на электрооборудование.
14.2. Механические характеристики и нагрузочные диаграммы
Для реализации заданного технологического процесса необходимо, чтобы вращающий момент двигателя преодолевал момент сопротивления производственного механизма при определенной скорости вращения (Mвр = Mсопр). Выполнение этого требования возможно только при согласовании механической характеристики электродвигателя и механической характеристики рабочей машины.
Механическая характеристика двигателя – это зависимость его частоты вращения от момента на валу, а механическая характеристика производственного механизма (рабочей машины) – это зависимость его частоты вращения от значения нагрузочного момента.
По виду механической характеристики можно оценить электромеханические свойства электродвигателя, т. е. его пригодность в качестве привода той или иной рабочей машины, так как равенство
165