Особенности пуска двигателя постоянного тока с независимым возбуждением

При включении в сеть ДПТ в начальный момент якорь неподвижен, а, следовательно, . В этих условиях ток якоря (пусковой ток) ограничивается только электрическим сопротивлением обмоток и щеточных контактов в цепи якоря

. (3.2)

Так как величина сопротивления якоря мала, пусковой ток двигателя может в 10-40 раз превышать номинальный ток двигателя. Такое превышение начального пускового тока недопустимо, так как ведет к перегреву обмоток, появлению слишком большого пускового момента, который оказывает на якорь и подвижную часть электропривода ударное воздействие, что может привести к механическому повреждению движущихся частей электропривода. При больших значениях тока нарушаются нормальные условия коммутации, что может привести к повреждению коллектора.

Уменьшение пускового тока, как видно из (3.2), возможно двумя способами: снижением напряжения питающей сети или повышением сопротивления якорной цепи.

При введении в цепь якоря внешнего сопротивления начальный пусковой ток будет определяться выражением

.

Таким образом, можно подобрать сопротивление резистора, при котором начальный пусковой ток не превысит допустимого значения, который обычно составляет два номинальных значения . Выбранное сопротивление, правда, удовлетворит только началу пуска, так как в обмотке якоря начнет индуцироваться ЭДС двигателя при вращении, величина которой пропорциональна скорости вращения.

Чтобы поддерживать пусковой ток, а, следовательно, и пусковой момент на прежнем уровне, необходимо уменьшить сопротивление резистора. С этой целью в цепь якоря включают резистор переменного сопротивления, называемый пусковым реостатом со ступенчатой регулировкой сопротивления. В настоящее время ручной пуск применяется для управления крановыми двигателями, с целью создания пониженных скоростей подъема или спуска. На других механизмах, в основном, применяется автоматизированный пуск посредством контакторов, которые в процессе пуска шунтируют элементы пускового реостата при переключении его ступеней.

Рассмотрим процесс пуска двигателя с применением пускового реостата на три ступени (Z=3). Контроль пуска обычно выполняется в функции тока. Ток, соответствующий моменту называют током переключения. Значения пусковых токов обычно принимают (в зависимости от механизма и применяемого двигателя) равными:

.

Для двигателей краново-металлургической серии значение пусковых токов может быть увеличено. Расчет пусковых ступеней может быть выполнен графически и аналитически.

Рис. 3.4. Схема включения пусковых сопротивлений	Рис. 3.5. Пусковая диаграмма ДПТ с НВ

В относительных единицах, значения сопротивления ступеней можно рассчитать по отрезкам:

, отсюда ;

, отсюда ;

, отсюда ,

где номинальное сопротивление двигателя

.

Суммарное сопротивление реостата

.

Аналитический метод

При расчете форсированного режима пуска обычно величину пускового тока принимают близкой или равной предельно-допустимому по паспортным данным, то есть

.

В этом случае задаются числом ступеней пускового реостата Z и рассчитывают величину , определяющую рациональное соотношение между токами и :

.

Затем рассчитывают значение тока переключений

.

Если режим пуска нормальный, то задаются величиной тока переключений, а соотношение рассчитывают из соотношения

.

После этого определяют начальный пусковой ток

.

Расчет сопротивлений ступеней выполняют по формулам:

; ; .

Пример расчёта приведён в [4, с.55].