Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Запуск електродвигуна постійного струму частково відрізняється від запуску інших видів електродвигунів. Різниця полягає в тому, що, на відміну від інших типів двигунів, електродвигун постійного струму має дуже велике значення пускового струму, яке, якщо його заздалегідь не обмежити, потенційно може привести до пошкодження внутрішньої ланцюга обмотки якоря електродвигуна.
Обмеження пускового струму можна здійснити за допомогою стартера. Таким чином, відмінною рисою методів запуску електродвигуна постійного струму є той факт, що стартер може посприяти обмеженню його пускового струму. Це з'єднаний послідовно до обмотці якоря прилад зі змінним опором, який, з огляду на аспект забезпечення безпеки електродвигуна постійного струму, може бути використаний метою обмеження його пускового струму до бажаного оптимального рівня.
Тепер питання звучить безпосередньо: чому у електродвигуна постійного струму таке велике значення пускового струму?
Щоб відповісти на це питання потрібно взяти до уваги вихідне робоче напруги для електродвигуна постійного струму, яке задано наступним рівнянням:
E = E b + I a R a,
де Е - напруга живлення, I a - струм в обмотці якоря електродвигуна, а R a - опір якірній обмотки. E b - протівоедс.
Тепер значення протівоелектродвіжущей сили електродвигуна постійного струму дуже схоже на значення електродвіжной сили генератора постійного струму, згенерованої обертовим рухом токонесущего якірного провідника при наявності струму збудження.
Протівоелектродвіжущая сила електродвигуна постійного струму задається наступним рівнянням:
E b = (P * ∅ * Z * N) / 60A
і вона відіграє основну роль при запуску електродвигуна постійного струму.
З даного рівняння ми бачимо, що E b прямопропорційно швидкості електродвигуна N. Оскільки вихідне значення N = 0, значення E b також одно НУЛЮ, і при цьому обставині рівняння напруги перетвориться в такий спосіб:
E = 0 + I a * R a
Отже, I a = Е / R a
При всіх практичних спроб досягнення оптимального режиму роботи двигуна, показник опору якірної обмотки зберігається дуже маленьким, близько 0.5 Ω, а абсолютний мінімум напруги живлення становить 200 вольт. Навіть при таких умовах пусковий струм (I a) може досягти аж до 220 / 0.5 А = 440 А.
Такий великий показник пускового струму електродвигуна постійного струму створює дві основні проблеми:
- ток в порядку 440 ампер потенційно може привести до пошкодження внутрішньої ланцюга обмотки якоря електродвигуна при самому початку його запуску;
- відповідно до рівняння для обертового моменту електродвигуна постійного струму, де
Отже, I a = Е / R a,
дуже велике значення електромагнітного пускового струму електродвигуна створюється за допомогою великого пускового струму, який потенційно може виробити велику відцентрову силу, через яку роторна обмотка двигуна може легко злетіти з пазів.
Методи запуску електродвигуна постійного струму
Прямим наслідком двох вищезазначених фактів (великий пусковий струм і великий пусковий обертовий момент електродвигуна пускового струму) може бути те, що, вся рухова система піддасться тотальної невпорядкованості, що в свою чергу призведе до інженерного розгрому і дисфункції. Щоб не допустити такої інцидент, було придумано кілька методів запуску електродвигуна постійного струму. Головним принципом тут є додавання до якірної обмотки двигуна опору по зовнішньому ланцюзі (R ext), з метою збільшення опору по змінному струмі (R a + R ext), щоб обмежити струм в обмотці якоря до гранично допустимого значення. Нове значення пускового струму в обмотці якоря стало бажано низьким, виходячи з наступного рівняння:
Отже, I a = Е / (R a + R ext),
Тепер, коли двигун продовжує працювати і збільшувати швидкість, то протівоелектродвіжущая сила теж послідовно розвивається і збільшується, надаючи протидію напрузі харчування, в результаті знижуючи робочу напругу в мережі. Таким чином, виходить наступне рівняння:
Отже, I a = (Е - E b) / (R a + R ext),
Тепер, щоб утримати гранично допустиме значення струму обмотки якоря, потрібно поступово зменшувати показник Rext, поки він не дійде до нуля, і все це при максимальній протівоелектродвіжущей силі. При запуску електродвигуна постійного струму, стартер сприяє регулюванню опору по зовнішньому ланцюзі.
Стартери бувають різних видів і принцип їх роботи дуже складний, і потребує пояснення. Якщо коротко, основні види стартерів, використовувані в промисловості, можна зобразити таким чином:
- стартер з 3 зажимами;
- стартер з 4 зажимами (використовується для запуску електродвигуна шунтового збудження і двигуна постійного струму змішаного збудження);
- стартер двигуна постійного струму серійного збудження без котушки скидання навантаження.
Всі вони грають дуже важливу роль при обмеженні пускового струму електродвигуна, щоб забезпечити надійний запуск і експлуатацію самого двигуна.