Dobre właściwości trakcyjne maszyn elektrycznych prądu stałego uczyniły z nich integralną część większości urządzeń do mechanizacji przemysłowych i domowych. Ale jednocześnie pojawia się znaczący problem ze znacznymi prądami rozruchowymi w porównaniu z asynchronicznymi silnikami elektrycznymi pracującymi na napięciu przemiennym. Dlatego wielu ekspertów szczegółowo bada, jak uruchomić silnik prądu stałego przed włączeniem urządzenia.
Zaczynając od początkowego reostatu
W takim przypadku do obwodu wprowadzana jest zmienna rezystancja, która w początkowej fazie zapewnia zmniejszenie obciążenia prądowego, aż do osiągnięcia zadanej prędkości obrotowej wirnika. Gdy natężenie prądu ustabilizuje się do standardowej wartości w reostacie, rezystancja zmniejsza się od wartości maksymalnej do minimum.
Obliczenie wielkości elektrycznej w tym przypadku zostanie wykonane według wzoru:
I = U / (Rbm + Rreostat)
W warunkach laboratoryjnych obciążenie można zmniejszyć ręcznie, przesuwając suwak reostatu. Jednak metoda ta nie upowszechniła się w przemyśle, ponieważ proces nie jest zgodny z obecnymi wartościami. Dlatego stosuje się regulację prądem, polem elektromagnetycznym lub czasem, w pierwszym przypadku stosuje się pomiar wartości w uzwojeniach pola, w drugim stosuje się opóźnienie czasowe dla każdego stopnia.
Do uruchamiania silników elektrycznych stosuje się obie metody:
- z sekwencyjnym;
- z równoległym wzbudzeniem;
- z niezależnym podnieceniem.
Uruchomienie DPT z równoległym wzbudzeniem
Taki rozruch silnika elektrycznego odbywa się poprzez włączenie zarówno uzwojenia pola, jak i zwory do napięcia zasilania sieci, są one umieszczone równolegle względem siebie. Oznacza to, że każde z uzwojeń silnika prądu stałego ma tę samą różnicę potencjałów. Ta metoda uruchamiania zapewnia twardy tryb pracy używany w obrabiarkach. Obciążenie prądowe w uzwojeniu pomocniczym przy rozruchu ma stosunkowo mniejszy prąd niż uzwojenia stojana lub wirnika.
Aby kontrolować charakterystykę rozruchu, rezystancje są wprowadzane do obu obwodów:
Na początkowym etapie obrotu wału pozycje reostatu zapewniają zmniejszenie obciążenia silnika elektrycznego, a następnie są przywracane do położenia zerowego oporu. Przy dłuższych rozruchach wykonywana jest automatyzacja i kombinacja kilku etapów rozruchu reostatów lub poszczególnych rezystorów, przykład takiego obwodu przełączającego pokazano na poniższym rysunku:
- Po przyłożeniu napięcia zasilania do silnika elektrycznego prąd przepływa przez uzwojenia robocze i uzwojenie wzbudzenie, ze względu na skrzynkę oporową Rstart1, Rstart2, Rstart3 obciążenie jest ograniczone do minimum wielkości.
- Po osiągnięciu wartości progowej minimalnej wartości prądu przekaźniki K1, K2, K3 są sekwencyjnie załączane.
- W wyniku zwarcia styków przekaźnika K1.1 następuje obejście pierwszego rezystora, wydajność w obwodzie zasilania silnika elektrycznego gwałtownie wzrasta.
- Jednak po przekroczeniu ustawionej wartości granicznej styki K2.2 są zwarte i proces jest powtarzany ponownie, aż maszyna elektryczna osiągnie prędkość znamionową.
Hamowanie silnikiem prądu stałego można wykonać w odwrotnej kolejności przy użyciu tych samych rezystorów.
Uruchamianie DPT z sekwencyjnym wzbudzeniem
Powyższy rysunek jest schematem podłączania silnika elektrycznego ze wzbudzeniem szeregowym. Jego charakterystyczną cechą jest szeregowe połączenie cewki wzbudzającej L wzbudzenia i samego silnika, zmienna rezystancja R twornika jest również wprowadzana szeregowo.
Przez obwód obu cewek przepływa taka sama wartość prądu, obwód ten ma dobre parametry rozruchowe, dlatego jest często stosowany w transporcie elektrycznym. Taki silnik elektryczny nie może być uruchamiany bez użycia siły na wale, a częstotliwość jest regulowana zgodnie z obciążeniem.
DCT start z niezależnym wzbudzeniem
Podłączenie silnika elektrycznego do obwodu z niezależnym wzbudzeniem odbywa się poprzez zasilanie go z osobnego źródła.
Schemat przedstawia przykład niezależnego połączenia, tutaj cewka wzbudzenia L i rezystancja w jej obwodzie wzbudzenia R są zasilane niezależnie od uzwojeń silnika prądem niezależnego urządzenia. W przypadku uzwojeń silnika włączany jest również opornik regulacji twornika. Przy tej metodzie rozruchu maszyna prądu stałego nie powinna być włączana bez obciążenia lub z minimalną siłą na wale, ponieważ doprowadzi to do wzrostu prędkości i późniejszej awarii.