Б24 (Шпоры к экзамену по элтеху (теория))

24. Пусковые характеристики двигателя постоянного тока. Изменение тока якоря, скорости и ЭДС при пуске двигателя. Назначение пускового реостата

Пуском называют процесс разгона якоря двигателя от непод­вижного состояния до установившегося значения частоты вра­щения, когда М„_р = М_с. В процессе пуска вращающий момент должен быть больше момента сопротивления М_вр > М_с. Пуск характеризуется: 1) кратностью пускового тока 1_п/1_ном', 2) крат­ностью пускового момента М_П/М_НОМ; 3) временем пуска t_n. При пуске двигателя необходимо: обеспечить надлежащее зна­чение пускового момента и предотвратить возникновение чрезмерного пускового тока, опасного для двигателя.

Возможны три способа пуска двигателя: 1) прямой, при кото­ром обмотка якоря непосредственно подключается к сети; 2) реостатный с помощью пускового реостата, включаемого по­следовательно в цепь якоря; 3) при пониженном напряжении, подводимом к якорю.

При прямом пуске в первый момент при л = 0 в якоре не на­водится противо-ЭДС (Е = 0) и согласно (2.5) начальный пус­ковой ток ограничивается только малым внутренним сопро­тивлением обмотки якоря. Такой большой ток вызывает опасное искрение на коллекторе (см. § 25) и чрезмерно большой пусковой момент М_п = смф_п1„, со­здающий рывок или удар на валу, отрицательно воздействую­щий на передачу и рабочий механизм, приводимый во враще­ние двигателем. На рис. 2.23 приведены кривые изменения во времени тока якоря, вращающего момента, ЭДС и частоты вра­щения двигателя при прямом пуске и постоянном моменте со­противления. В первый момент пуска возникает большой ток якоря и вращающий момент, а затем по мере разгона якоря двигателя возрастает его противо-ЭДС и, следовательно, уменьшаются ток и момент, развиваемый двигателем. Когда вращающий момент становится равным моменту сопротивле­ния на валу, возрастание частоты вращения прекращается (л = const). Прямой пуск применяется для двигателей малой мощности (до 1 кВт), у которых сопротивление R_a относитель­но велико, разгон происходит быстро (t_n < 1 с) и обмотка якоря не успевает нагреться, а толчок момента оказывается сравни­тельно небольшим.

Наибольшее распространение получил реостатный пуск. Для ограничения пускового тока в цепь якоря двигателя вклю­чают специальный пусковой реостат, сопротивление которого R_n выбирают с таким расчетом, чтобы пусковой ток не превы­шал (2 - 2,5)JT_HOM. Пусковой реостат предназначен для кратковременной работы, поэтому по мере увеличения частоты вра­щения двигателя пусковой реостат выводят, что вызывает рост тока и вращающего момента, превышающего момент сопро­тивления, и дальнейшее возрастание частоты вращения. Пус­ковые качества двигателя тем выше, чем больше его пуско­вой момент при пусковом токе, не превышающем допустимый. Пуск происходит быстро и легко, если двигатель развивает пус­ковой момент, существенно превышающий момент сопротив­ления на валу. Поэтому пуск производят при максимальном магнитном потоке, для чего перед пуском необходимо пол­ностью вывести регулировочный реостат R_B в цепи возбуж­дения.

Количество ступеней пускового реостата и значения их со­противлений рассчитываются таким образом, чтобы при над­лежащих интервалах времени переключения ступеней мак­симальные и минимальные значения 1_Я на всех ступенях полу­чились одинаковыми. Верхний предел выбирается из условий ограничения пускового тока и надежной коммутации, ниж­ний - из условия создания на валу двигателя необходимого вращающего момента. По условиям нагрева ступени реостата рассчитываются на кратковременную работу. Пусковые реоста­ты применяются с ручным или автоматическим управлением.

В двигателях большой мощности пусковой реостат стано­вится громоздким и вызывает значительные потери энергии, особенно при частых пусках. В этом случае можно использо­вать безреостатный пуск при пониженном напряжении, подво­димом к якорю двигателя от источника с регулируемым на­пряжением, например, в системах генератор - двигатель (Г-Д).

Среди всех электродвигателей двигатели постоянного тока имеют лучшие пусковые качества. При относительно неболь­шом пусковом токе (2-2,5) /_ном они могут создавать достаточно большой пусковой момент (2,5-4) М_ном- Это обеспечивает быстрый разгон приводимых ими механизмов Рис. 2.23. Изменения /_я и M(i), n и £(() при пуске дви­гателя постоянного тока.