Пуск двигателей постоянного тока

 При пуске двигателей необхо­димо:

1) Обеспечить надлежащий пусковой момент и условие для достижения не­обходимой скорости вращения.

2) Предотвратить возникновение чрезмерно больших пусковых токов.

 Первое условие достигается включением обмотки возбуждения (ОВ) на полное напряжение сети, что обеспечивает максимальный ток возбужде­ния и магнитный поток в машине . А так как пусковой момент пропор­ционален магнитному потоку, то в момент пуска двигатель развивает макси­мально возможный момент. Этот момент позволяет запустить двигатель при номинальной нагрузке и достичь необходимую скорость вращения якоря.

Второе условие вызвано тем, что при подключении якоря двигателя сред­ней и большой мощности на полное напряже­ние сети, в обмотки якоря возникают чрезмерны большие токи, которые могут превосходить номи­нальные в десятки раз.

 Это объясняется тем, что в момент пуска скорость вращения якоря , и, следовательно, противо-ЭДС в обмотки якоря . В этом случае величина тока якоря , определяется выражением . У дви­гателей средней и большой мощности обмотка якоря выполня­ется проводом относительно боль­шого сечения, что обуславливает малое ее активное сопротивление. Поэтому при подключении обмотки якоря на напряжение , по ней начинает проте­кать большой ток. Для его ограниче­ния существуют два способа: последова­тельно с обмоткой якоря, на время пуска, включить пусковой реостат или к обмотки якоря подводить по­ниженное напряжение. Исходя из сказанного, существуют три способа пуска в ход двигателей постоянного тока:

1) Прямой пуск. В этом случае на обмотку якоря подается полное на­пряже­ние сети. Таким способом можно запустить только двигатели малой мощ­ности, у которых сопротивление обмотки якоря – велико, т.к. она выпол­нена проводом малого сечения.

2) Пуск с помощью пусковых реостатов. Является самым распростра­ненным способом пуска. В этом случае ток якоря определяется выражением ,

а в момент пуска при : , где  - сопротивле­ние пус­кового реостата, или пусковое сопротивление. Его вели­чина подбирается так, чтобы в начальный момент пуска ток, протекающий по обмотки якоря (1,5-3) , т.е.  не превосходил номинальный в пол­тора - три раза. В этом случае необходи­мая величина пускового реостата оп­ределяется выражением: 

.

Пусковой реостат включается в цепь обмотки якоря только на время пуска двигателя, поэтому он рассчитан на кратковременный режим ра­боты и после достижения якорем двигателя номинальной скорости вращения его необходимо отключить.

Рассмотрим подробнее пуск двигателя парал­лельного возбуждения с по­мощью пускового рео­стата, рис.42, состоящего из трех ступеней.

При положении контакта пускового реостата в положении «0» (t=0 на диаграмме) возникают токи якоря и возбуждения, а также пусковой мо­мент, рис.43. Под действием этого мо­мента якорь двигателя при­дет во вращение и скорость его  бу­дет расти со значе­ния . При вращении якоря в его обмотке будет наводиться противо-ЭДС , пропорцио­нальная скорости вращения . Тогда ток обмотки якоря

,

начнет уменьшаться и скорость нарастания  - тоже умень­шиться. Когда ток якоря достигнет значения , контакт пускового рео­стата перемещают в поло­жение «1» (t=1). Вследствие уменьшения  ток якоря почти мгновенно возрастет до величины , что приведет к увеличе­нию момента и ско­рости вращения якоря. Про­тиво-ЭДС увеличится, а значе­ния тока и момента снова бу­дут уменьшаться. Подобным образом развива­ется процесс пуска при последовательном переключении контакта реостата в положения «2» и «3», после чего якорь двигателя достигнет установившегося режима при  и .

3) Пуск при пониженном напряжении. Ограничение пускового тока дос­тига­ется питанием цепи якоря при пуске от отдельного источника тока с ре­гули­руемым напряжением. Обмотку возбуждения при этом необходимо пи­тать от другого источника, с полным напряжением, чтобы иметь при пуске макси­мально возможный ток возбуждения и, следовательно, пусковой мо­мент.