2. Пуск і регулювання швидкості обертання.

В початковий момент пуску ДПС його якір нерухомий, противо-ерс в обмотці якоря дорівнює нулю, і, відповідно до рівнянням роботи двигуна

струм якоря повністю визначається його опором. Це опір невеликий, тому пусковий струм може перевищувати номінальне значення в 30 і більше раз. Різкий стрибок струму при пуску створює на валу двигуна великий пусковий момент. Це може викликати механічні ушкодження як самого ДПС, так і виконавчого механізму, привести до різкого падіння напруги в мережі та викликати інтенсивне іскріння під щітками. Тому при пуску ДПС для обмеження пускового струму застосовують пускові реостати, що включають послідовно в коло якоря. По мірі збільшення частоти обертання якоря ЕРС Ея збільшується, а струм якоря зменшується. Опір реостата поступово виводять з таким розрахунком, щоб наприкінці пуску він був виведений, а струм в процесі розгону двигуна не перевищував номінальне значення більш, ніж в 2-3 рази.

Способи регулювання частоти обертання якоря двигуна постійного струму.

Раніше мали , підставивши значення Е одержимо , звідси маємо:

(1)

У сталому режимі (M_эм=М_с) струм, споживаний двигуном, визначається моментом на валу:

(2)

Підставивши вираження струму (2) у рівняння (1) одержимо

(3)

Рівняння (3) є механічна характеристика двигуна постійного струму.

Аналіз рівняння (3) дозволяє визначити способи регулювання швидкості електродвигунів. Для регулювання швидкості можна використати зміну наступних параметрів електродвигуна:

- зміною опору якірного кола шляхом введення додаткових опорів;

- зміною магнітного потоку шляхом введення додаткового опору в коло обмотки збудження;

- зміною напруги, яка підводиться до якірного кола при наявності індивідуального джерела живлення двигуна.

Механічні характеристики двигуна при сталості параметрів r_я, U і Ф₀ являють собою лінійні залежності:

Механічна характеристика двигуна, отримана при відсутності додаткових опорів в якірному колі, при номінальних значеннях магнітного потоку і напруги живлення називається природною.

Змінюючи той або інший параметр механічної характеристики можна для заданих значень моменту опору на валу двигуна одержати різні швидкості обертання, тобто регулювати швидкість двигуна. Отримані механічні характеристики будуть називатися штучними.

Р егулювання швидкості двигуна зміною опору якірного кола. Як видно на малюнку 9.7 всі характеристики перетинаються в точці ω₀ при M=0. Ця швидкість називається швидкістю ідеального холостого ходу і визначається так:

Рис.9.7

;

Якщо в коло якоря включати додаткові опори, то механічні характеристики, отримані при цьому, називаються штучними або реостатними. Реостатні характеристики так само лінійні як і природна, але мають значно більший нахил до осі моментів, тобто мають меншу твердість. Чим більший опір, тим крутіше характеристики, тим менше її твердість.

Регулювання швидкості обертання двигуна зміною магнітного потоку. При включенні регулювального реостата в коло обмотки збудження (малюнок 9.8,б), магнітний потік зменшується, а швидкість двигуна росте. Твердість характеристик при зміні магнітного потоку трохи нижче (малюнок 9.8,а), ніж у природної. Варто звернути увагу на те, що при малих значеннях струму збудження, або при випадковому обриві кола збудження швидкість обертання двигуна різко зростає і стає небезпечною для механічної міцності двигуна. Двигун іде «у рознос». Тому при експлуатації двигуна необхідно стежити за справністю кола збудження.

Рис. 9.8. Механічні характеристики (а) і схема регулювання швидкості зміною магнітного потоку (б).

Р егулювання швидкості обертання двигуна зміною напруги, яка підводиться до якоря двигуна (малюнок 9.9.).

Таке регулювання можливе при наявності індивідуального джерела живлення двигуна. Твердість характеристики в даному способі регулювання відповідає твердості природної характеристики. Раніше часто використалася схема Г-Д (генератор-двигун), тепер частіше застосовують напівпровідникові перетворювачі. Сучасні перетворювачі дозволяють одержати діапазон регулювання порядку 10000 т.е.

Рис.9.9.