И ТОРМОЖЕНИЯ СУДОВЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ. КОММУТАЦИОН-

НО-ЗАЩИТНАЯ АППАРАТУРА И И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ САЭП

СПОСОБЫ ПУСКА, РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ И ТОРМОЖЕНИЯ СУДОВЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

       1. Способы пуска электродвигателей постоянного тока

       1.1. Основные сведения

Для пуска электродвигателей постоянного тока применяют два способа:

1. прямой пуск;

2. реостатный пуск.

Прямой пуск

При прямом пуске двигатель включается непосредственно в сеть ( рис. 9.1 ), для

чего вручную ( при ручном управлении ) или при помощи аппаратуры ( при автоматизиро-

ванном пуске ) замыкают контакты К1 и К2..

       Рис. 9.1. Прямой пуск двигателя: а – схема пуска; б – пусковая диаграмма

       При этом ток I, потребляемый двигателем из сети, в точке «А» разделяется на 2 то-

ка: ток обмотки якоря I и ток обмотки возбуждения I . В точке «В» эти два тока сое-

диняются. Следовательно, через каждый из контактов, К1 и К2, протекает один и тот же ток I.

       По Правилам Регистра, прямой пуск электродвигателей допускается при условии, что номинальная мощность двигателя не превышает 0,5 кВт, т.е. Р ≤ 0,5 кВт.

       Такое ограничение мощности объясняется тем, что при прямом пуске пусковой ток

якоря двигателя превышает номинальный в десятки раз.

       Объясним это на примере.

       Пусть электродвигатель имеет такие данные: напряжение U = 220 В, номинальная противоЭДС обмотки якоря Е  = 210 В, сопротивление обмотки якоря двигателя R =

= 1 Ом.

       Тогда номинальный ток якоря

                                          I =  = = 10 А.

При пуске скорость якоря ω = 0, поэтому противоЭДС обмотки якоря

Е = сωФ = с0Ф = 0

 ( с – конструктивный коэффициент, величина постоянная, ω – угловая скорость якоря, Ф – магнитный поток, созданный параллельной обмоткой возбуждения L ).

Тогда пусковой ток якоря

                              I =  = = = 220 А.

Таким образом, пусковой ток якоря I = 220 А превышает номинальный I =

= 10 А в 22 раза, что недопустимо.

Сказанное подтверждается графиком электромеханической характеристики двига-

теля ω ( I ) на рис. 9.1, б. При пуске двигатель переходит из точки «0» ( начало координат ) в точку «А», в которой пусковой ток I ( отрезок «ОА» ) гораздо больше номинального.

После пуска двигатель начнет разгоняться, в обмотке якоря появится и станет уве-

личиваться противоЭДС обмотки якоря ↑Е = с↑ωФ, а ток якоря – уменьшаться.

       Процесс пуска прекратится в точке «В», в которой скорость якоря и ток якоря имеют номинальные значения: ω = ω , I = I .

       Из сказанного следует, что причина больших пусковых токов – отсутствие противо

ЭДС обмотки якоря в момент пуска, когда якорь неподвижен. Такие токи вызывают ухуд-

шение коммутации вплоть до возникновения кругового огня на коллекторе, а также прова-

лы напряжения сети, нарушающие нормальную работу остальных приемников электро-

энергии

Допускаемые по условиям коммутации значения пусковых токов не должны превы

шать номинальный более чем в 2,5 раза, т.е. не должно нарушаться соотношение

I ≤ 2,5 I

       Выясним, как можно уменьшить пусковые токи.

       Как следует из формулы пускового тока якоря

I = ,

его можно уменьшить двумя способами:

1. увеличить знаменатель, т.е. увеличить при пуске сопротивления цепи обмотки якоря ( реостатный пуск );

2. уменьшить числитель, т.е. уменьшить при пуске напряжение на обмотке якоря.

Рассмотрим поочередно эти два способа.

Реостатный пуск

Схема реостатного пуска изображена на рис. 9.2.

Рис. 9.2. Реостатный пуск двигателя: а – схема пуска; б – пусковая диаграмма

       При пуске замыкаются контакты К1 и К2, контакт К3 разомкнут. Через контакты К1 и К2 на обмотку якоря «А» и параллельную обмотку возбуждения «L» подается пита-

ние сети, а через разомкнутый контакт КМ3 в цепь обмотки якоря вводится пусковой рези

стор R , поэтому полное сопротивление обмотки якоря увеличивается до значения

( R + R ).

       Двигатель развивает пусковой ток

I = I = ≤ 2,5 I

       На электромеханической характеристике ω( I ) двигатель переходит из точки «0» в

точку «А», после чего начинает разгоняться по участку «АВ» характеристики.

       В точке «В», при токе I ( обычно  I = 1,1…1,2 I ) контакт К3 замыкается, вслед-

ствие чего двигатель с броском тока переходит из точки «В» в точку «С» и далее продол-

жает разгоняться до точки «D», в которой наступит установившийся номинальный режим.

       Бросок тока при переходе точки «В» в тоску «С» объясняется тем, что при замыка-

нии контакта К3 сопротивление цепи обмотки якоря скачком уменьшается от значения ( R  + R ) до значения R .

       Рассмотренная схема пуска была упрощена ( для облегчения понимания процесса пуска ) тем, что для пуска использовалась одна ступень пускового резистора.     

На практике для ручного пуска применяют пусковые реостаты ( отсюда название этого способа – реостатный ), имеющие несколько ступеней.

Перед пуском маховичок реостата должен быть повернут влево до упора, при пус-

ке его поворачивают по часовой стрелке, постепенно выводя ступени пускового резистора из цепи обмотки якоря двигателя ). Сам процесс пуска не должен превышать 6…8 с.

       Нельзя оставлять маховичок реостата в промежуточном положении, при котором

в цепи обмотки якоря останутся ступени пускового реостата, т.к. они сгорят.

Эти ступени рассчитаны лишь на кратковременное протекание через них пускового тока.