Лекция 17

Пуск двигателей постоянного тока.

Пуск двигателя можно осуществить прямым включением в сеть, введением реостата в цепь якоря или же изменением напряжения источника питания. Пуск непосредственным включением применяется для двигателей небольшой мощности (до 1 - 2 квт). Сначала в обмотке якоря отсутствует против ЭДС и бросок тока превышает I_ном в 8-10 раз, а механический удар воздействует на детали передачи. Большие толчки тока вредно отражаются на работе остальных потребителей. У малых двигателей разгон происходит быстро (0.1 - 0.3 с), якорь не успевает нагреться, а толчок тока небольшой. Для ограничения I в цепь якоря включён пусковой реостат, сопротивление которого по мере разгона постепенно выводится I_п = U/(r_я + r_п ). r выбирается так, чтобы I_п/I_ном = 1,5 - 2,5.

В процессе разгона в якоре появляется против ЭДС и:

I = (U - E)/(r_я + r_п).

По мере увеличения ω возрастает Е и при r = const уменьшается I_я и момент, развиваемый двигателем. Когда М = М_с возрастание ω прекращается и т.д. Пуск происходит быстро и легко, когда двигатель развивает значительный момент, превышающий М_с. Поэтому пуск производится при Ф_мах, для чего реостат в цепи возбуждения полностью выводится. Схема двигателя должна быть собрана так, чтобы I_в не зависел от I_я и не изменялся пи манипуляциях с пусковым реостатом. Поэтому цепь возбуждения всегда включается на независимое питание от источника. При остановке двигателя и отключении его следует ввести r_п и вывести регулировочное r_р в цепь возбуждения, т.е. подготовить двигатель к следующему пуску.

При пуске двигателя с независимым возбуждением сначала надо включить цепь возбуждения и только после этого подключить цепь якоря с введённым r_п.

Рис. 53. Схемы включения двигателей постоянного тока.

При параллельном возбуждении движок пускового реостата одновременно скользит по пластине, к которой присоединён один из зажимов цепи возбуждения, чем обеспечивается независимое питание её от источника. С пластиной же соединён начальный конец пускового реостата. При отключении движок пускового реостата ставится в положение О и не касается ни начального контакта пускового реостата, ни пластины а. Цепь возбуждения остаётся замкнутой на пусковой реостат и якорь, которые поглощают энергию, запасенную в обмотке возбуждения. Учитывая, что E=const, имеем ω = [U - I(r_я + r_п)]/c Ф₀. По мере уменьшения тока скорость возрастает по линейному закону. При различных r получаем семейство прямых, пересекающихся в точке идеального Х.Х. I = 0; ω₀ = U/c Ф₀.

Рис 54. Процесс пуска.

При включении r_п велико и скорость быстро возрастает (1) до ω, при котором I обеспечивает создание электромагнитного момента, равного моменту сопротивления. Если вывести первую ступень r_п, ток и М увеличатся скачком, что приведёт к увеличению ω до ω₂(2). Выводя последнюю ступень r_п, переходим на естественную характеристику двигателя (3), получая конечное значение ω, соответствующее точке А. У двигателя с последовательным возбуждением невозможно перед включением якоря установить наибольший поток. Пуск осуществляется включением в сеть и постепенным введением r . При отключении не надо принимать особые меры для поглощения энергии ОВП, т.к. w невелико.

Включение двигателя со смешанным возбуждением в принципе такое же, как и двигателя с параллельным возбуждением.

Реверсирование и регулирование скорости двигателей П.Т.

Реверсирование - изменение направления вращения якоря - достигается изменением направления тока в якоре при неизменной полярности полюсов или изменением направления тока возбуждения при прежнем направлении тока якоря. Напряжение на зажимах якоря двигателя покрывает против ЭДС Е и падение в цепи якоря I r_я.

ω = (U - I r_я)/c Ф₀.

Следовательно, скорость (частоту вращения ω) наиболее распространённых двигателей независимого возбуждения можно регулировать тремя основными способами: а) изменением r в цепи якоря при введении добавочных r; б) изменением I_в и зависящего от него магнитного потока; в) изменением напряжения на зажимах якоря.

Потери в машинах П.Т.

При работе М.П.Т. имеют место потери: электрические, механические и магнитные. К электрическим относятся потери во всех обмотках и переходном слое щёток. Магнитные потери - потери на вихревые токи и гистерезис в стали якоря, который подвергается вращательному перемагничиванию. Механические потери р определяются трением в подшипниках, щёток о коллектор и вращающихся деталей о воздух. К ним относятся потери мощности на работу вентилятора. Добавочные потери р_д - в полюсных наконечниках из-за пульсаций индукции вследствие зубчатости якоря и др.

Суммарные потери:

∑р = р_эл + р_с + р_д + р_мех.

М.П.Т. мощностью от долей ватта до тысяч квт широко применяются в народном хозяйстве. Распространены М.П.Т. с U = 110 (115), 220 (230), 440 (460) B. Двигатели П.Т. используются при необходимости регулирования скорости в широких пределах, а также получения высоких скоростей.

49