2. Пуск двигуна

1. Аналізуючи векторну діаграму напруг (рис. 1.6.), доходимо висновку, що в момент вмикання двигуна у мережу, коли частота обертання ω=0 і у свою чергу ЕРС обертання Е=0, струм двигуна визначається прикладеною до нього напругою U та комплексним опором Z двигуна.

,

де І_пуск – пусковий струм.

Спад напруги в робочому режимі є значно меншим ніж ЕРС обертанням Е. тому за відсутності останньої пусковий струм І_пуск може осягнути декілька кратної величини від номінальної

І_пуск ≈(3-5) І_ном.

Для зменшення пускового струму вдаються до таких способів:

• уведення в коло двигуна додаткового пускового опору R_дп;

• зменшення напруги живлення (рис. 1.9.).

Рис. 1.9. Схема пуску КДЗС:

А1- А2 – обмотка якоря; D1-D2 – обмотка послідовного збудження;

R_дн – пусковий реостат; UZ1 – регулятор напруги (автотрансформатор

або електронний регулятор);U_м, U – напруга мережі живлення

та двигуна відповідно.

Зазначимо, що малі машини, які мають незначні махові маси, і тому їх час розгону є коротким, не бояться прямого пуску. Проте, слід числитись з джерелом живлення, регулювальною та вимірювальною апаратурою, які можуть не витримати пускових струмів двигуна.

3. Регулювання частоти обертання двигуна.

1. Виходячи з рівняння (7), можна визначити шляхи регулювання частоти обертання КДПС:

• зміною величини напруги живлення двигуна U;

• уведення в коло двигуна додаткового опору R_д ;

• зміною коефіцієнта к₁, що відповідає шунтуванню обмотки збудження двигуна.

Що стосується машин малої потужності і сьогоднішнього стану техніки, то найбільшої уваги заслуговує регулювання швидкості напругою.

Міняти величину напруги можна двома способами:

• неперервно;

• переривчасто.

За неперервного способу зміни величини напруги міняється лише ї амплітуда без зміни форми, наприклад, за допомогою автотрансформатора.

У разі переривчастої зміни напруги двигуна напруга на вході регулятора (напруга мережі) залишається без зміни, здійснюється лише часткова подача напруги кожного півперіоду, що веде до зменшення амплітуди першої гармоніки напруги, яка втратила форму синусоїди. Виконується ця часткова подача за допомогою тиристорів, тому таке регулювання частоти називають тиристорним (рис. 1.10., рис. 1.11.).

Рис. 1.10. Структурна схема тиристорного керування двигуном:

1 – пристрій тиристорного регулювання напругою U на двигуні;

2 – блок тиристорів; 3 – блок керування

Рис. 1.11. Принцип дії тиристорного регулятора напруги:

α – фаза запалювання тиристора.

Формат цієї розробки не дозволяє заглибитись у роботу тиристорного регулятора напруги. Його будова внаслідок бурхливого розвитку техніки буває різною. Розглянемо один із ранніх способів організації схеми і принцип роботи тиристорного регулятора напруги (рис. 1.12.).

Рис. 1.12. Будова тиристорного регулятора напруги UZ1:

R1 – резистор; R2 – реостат; С1 – конденсатор;

С2 – конденсатор стабілізації; VD1 – симетричний тунельний діод;

VS1 – симетричний діодний тиристор(симістор); U_м – напруга мережі

Приймемо, що робота регулятора розпочинаються в момент, коли конденсатор С1 розряджений і миттєве значення напруги мережі U_м=0. З ростом напруги U_м росте спад напруги на реостаті R2 і конденсатор заряджається. Коли напруга на конденсаторі досягне величини пробою тунельного діода VD1, останній відкривається, що веде у свою чергу до запалювання тиристора VS1 і розряду конденсатора С1. По завершенні півперіоду схема готова до роботи у наступному півперіоді. Фаза запалювання тиристора визначається часом заряду конденсатора, та є залежною від величини опору резистора R1.

На сьогодні ринок пропонує напівпровідникові регулятори у вигляді мікросхем або конструктивних модулів. Такі регулятори дістали назву “Димери” (від англ. dimmer – реостат, регулятор струму). У разі їх використання слід взяти до уваги що виконуються вони окремо для різних типів навантаження: R – активне, RL – активно-реактивне, RC – активно-ємнісне, RLC – змішане, – електричний двигун, про що свідчить позначка на виробі (рис. 1.13.)

Рис. 1.13. Умовне графічне позначення димера (1)

згідно з європейськими стандартами EN 60669 – 1,

та позначення типів навантаження, яке можна під’єднати до димера

1.4.2. Регулювання частоти обертання напругою. Як показує рівняння (8), при заданому моменті двигуна його частота обертання прямо пропорційна напрузі. На рис. 1.14. показана сім’я механічних характеристик для різних величин напруг.

Рис. 1.14. Сім’я механічних характеристик КДЗС

Сім’я регулювальних характеристик при різних сталих моментах на валу двигуна показана на рис. 1.15.

Рис. 1.15. Регулювальні характеристики КДЗС при М=const