Прямой пуск

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

чего вручную (при ручном управлении) или при помощи аппаратуры (при автоматизированном пуске) замыкают контакты К1 и К2..

Рис. 13.1. Прямой пуск двигателя: а – схема пуска; б – пусковая диаграмма

При этом ток I, потребляемый двигателем из сети, в точке «А» разделяется на 2 тока: ток обмотки якоря I и ток обмотки возбуждения I . В точке «В» эти два тока соединяются. 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. (13-1)

Таким образом, пусковой ток якоря I = 220 А превышает номинальный I = 10 А в 22 раза, что недопустимо.

Сказанное подтверждается графиком электромеханической характеристики двигателя ω (I) на рис. 13.1б. 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 увеличиваться противоЭДС обмотки якоря, которая возростает с увеличением скорости якоря ↑Е = с↑ωФ, а ток якоря – уменьшаться в соответствии с выражением (13-1).

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.Большие пусковые токи вызывают ухудшение коммутации вплоть до возникновения кругового огня на коллекторе, а также провалы напряжения сети, нарушающие нормальную работу остальных приемников электроэнергии.

Допускаемые по условиям коммутации значения пусковых токов не должны превышать 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.