Теоретическое введение по изученным вопросам

Одним из способов пуска электропривода с двигателем постоянного тока независимого возбуждения является ступенчатый реостатный пуск, обеспечивающий ограничение пускового тока и электромагнитного момента двигателя допустимыми пределами. Для двигателей общепромышленной серии допустимые ток и момент не должны превышать 2¸2,5 от номинальных величин. Если же на якорь двигателя подать номинальное напряжение, то пусковой ток I_П при неподвижном якоре:

,

(4.1)

может достигать 10-20 – кратного от номинального значения. Это ведет к нарушению нормальной коммутации, нагреву двигателя и возникновению большого динамического удара вследствие чрезмерного возрастания момента М, поскольку

М=СФМ ·I.

(4.2)

Для обеспечения нормальной работы привода необходимо выполнение условия:

.

(4.3)

В исследуемом электроприводе R_{ДОБ.МАКС}=R₂+R₁ и включено последовательно с обмоткой якоря двигателя при разомкнутых контактах КМ2.3 и КМЗ.2 (рис.4). В этом случае при наличии питания и неподвижном якоре электромагнитный момент двигателя равен Ml (рис. 5). При этомМ₁ >M_Си в соответствии с уравнением движения:

(4.4)

привод разгоняется по реостатной механической характеристике 2, уравнение которой имеет вид:

,

(4.5)

где:R_СT.2 = R₂ + R₁ + R_Д - сопротивление 2-ой ступени. По мере разгона возрастает э.д.с. вращения двигателя:

Е=СФН ·w,

(4.6)

вследствие чего уменьшается пусковой ток:

,

(4.7)

и динамический момент привода (4.3;4.4). Это приводит к уменьшению ускорения . Для увеличения ускорения при достижении моментом двигателя значения момента переключения M₂ необходимо вывести секцию реостата с резисторомR2, что приводит к возрастанию момента вновь до максимального значения М₁ и к дальнейшему возрастанию скорости по мере разгона двигателя по механической характеристике 1, уравнение которой имеет вид:

.

(4.8)

При последующем уменьшении момента до М₂ необходимо вывести секцию R1, после чего двигатель переходит на естественную характеристику "О", которая описывается уравнением (1.1).

Сопротивления ступеней определяют по формуле:

RCT.i = RДli,

(4.9)

где: i=(2,1,0) - индекс (номер) ступени;

,

(4.10)

здесь m - число пусковых ступеней.

, , .

из (4.9)

.

(4.11)

Сопротивления секций определяются по формуле:

Rci=RДli+1(l-1).

(4.12)

Для осуществления динамического торможения необходимо якорь двигателя отключить от сети и замкнуть на резистор R_Т динамического торможения, оставив обмотку возбуждения под напряжением. В результате двигатель затормозится по механической характеристике 3 во второй четверти системы координат.

.

(4.13)

Переходные процессы электропривода описываются уравнениями:

,	(4.14)
,	(4.15)
.	(4.16)

Время переходного процесса на каждой ступени определяют по формуле:

,	(4.17)
,	(4.18)

где: R_ai - сопротивление якорной цепи на i^ой ступени, Ом;

J - момент инерции привода, кг×м².