Пуск электродвигателя. Назначение пускового реостата.

Для ограничения пусковых токов применяют пусковые сопротивления (реостаты).

Рисунок 3. Ограничение пускового тока с помощью пускового реостата.

Пусковой реостат устанавливают в цепь якоря. Реостат ограничивает ток взамен ЭДС якоря на время запуска электродвигателя. Ток якоря с пусовым реостатом равен:

Где Iя – ток якоря;

U – напряжение питания;

Rя – активное сопротивление обмотки якоря;

Rп – пусковой реостат.

После запуска электродвигателя в якоре обратно начинает индуктироваться ЭДС и ток якоря получается:

ЭДС дополнительно уменьшает ток якоря и электродвигатель не развивает необходимое, рабочее число оборотов. По этой причине пусковой реостат выводят, то есть уменьшают его сопротивление "до нуля". Ток якоря будет равен:

Так уменьшают ток якоря при пуске электродвигателя. В схемах пассажирских вагонов пусковые реостаты часто используют и для регулирования числа оборотов электродвигателей.

Способы регулирования числа оборотов электродвигателей постоянного тока

На подвижном составе, в основном, используются электродвигатели с параллельной (шунтовой) обмоткой возбуждения или смешанными (компаундными) обмотками возбуждения.

Из формулы Е = Се Ф n определим частоту вращения якоря:

Из этой формулы следует, что частота вращения зависит от подведенного напряжения (U), падения напряжения в цепи якоря (Iя Rя), магнитного потока (Ф), сопротивления пускового реостата (Rп) и конструкции машины (Се). Эти параметры используют для регулирования скорости вращения электродвигателей. Рассмотрим основные способы регулирования скорости вращения электродвигателей постоянного тока..

Изменением подведенного напряжения

Изменять приложенное к якорю напряжение можно двумя способами:

1. Изменением напряжения источника питания. На рисунке показан источник питания с регулируемым напряжением. При увеличении напряжения U_ип пропорционально возрастает напряжение и на якоре U_я , так как U_ип = U_я . Возрастает ток якоря и число оборотов якоря.

Рисунок 4. Регулирование числа оборотов изменением питающего напряжения.

2. Изменением сопротивления реостата включенного последовательно с якорем. В этом случае постоянное по величине напряжение питания разбивается на две части делителем напряжения, состоящим из сопротивления R и сопротивления обмотки якоря.

U = I*R + I*Rя = U_R + U_Я

Рисунок 5. Регулирование числа оборотов изменением напряжения, приложенного к якорю.

Если увеличить, например, сопротивление R, то возрастает падение напряжения U_R , а значит, уменьшается падение напряжения на якоре. Это приводит к уменьшению числа оборотов якоря.

Изменением магнитного потока

Магнитный поток электродвигателя создается полюсами машины и зависит от величины тока обмотки возбуждения. Число оборотов электродвигателя зависит от магнитного потока поля полюсов.

Рисунок 6. Зависимость числа оборотов электродвигателя от магнитного потока Ф полюсов.

При увеличении потока Ф происходит увеличение крутящего момента и число оборотов двигателя также возрастает. В это время ЭДС якоря мала и на работу двигателя влияния не оказывает. Когда число оборотов возрастает до значения n_кр, тогда в якоре индуктируется достаточно большая величина ЭДС, которая ограничивает ток якоря и уменьшает число оборотов. Получается так, что увеличение магнитного потока Ф приводит к уменьшению числа оборотов.

Рисунок 7. Регулирование числа оборотов изменением магнитного потока Ф полюсов.

Характеристику зависимости n об/мин от Ф можно условно разделить на разгонный участок и рабочий участок, который и используется при работе электродвигателей. На рабочем участке увеличение Ф приводит наоброт к уменьшению числа оборотов электродвигателя. Для увеличения числа оборотов используют ослабление магнитного поля. Ниже приводится пример регулирования числа оборотов в схемах подвижного состава.