Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Uruchomienie silnika prądu stałego różni się nieco od uruchamiania innych typów silników. Różnica polega na tym, że w przeciwieństwie do innych typów silników, silnik prądu stałego ma bardzo duży prąd rozruchowy, który, jeśli nie jest ograniczony, może potencjalnie uszkodzić wewnętrzny obwód uzwojenia twornika silnika.
Ograniczenie prądu rozruchowego można wykonać za pomocą startera. Wyróżniającą cechą metod rozruchu silnika prądu stałego jest fakt, że rozrusznik może przyczynić się do ograniczenia prądu rozruchowego. Jest to urządzenie o zmiennej rezystancji połączonej szeregowo z uzwojeniem twornika, które, biorąc pod uwagę aspekt bezpieczeństwa silnika prądu stałego, można wykorzystać do ograniczenia prądu rozruchowego do pożądanego poziomu optymalnego.
Teraz pytanie brzmi bezpośrednio: dlaczego silnik prądu stałego ma tak dużą wartość prądu rozruchowego?
Aby odpowiedzieć na to pytanie, należy wziąć pod uwagę początkowe napięcie robocze dla silnika prądu stałego, które jest podane przez następujące równanie:
E = E b + I a R a ,
gdzie E jest napięciem zasilania, Ia jest prądem w uzwojeniu twornika silnika elektrycznego, a Ra jest oporem uzwojenia twornika. E b - licznik emf.
Teraz wartość siły przeciwelektromotorycznej silnika prądu stałego jest bardzo podobna do wartości siły elektromotorycznej generatora prądu stałego generowanego przez ruch obrotowy przewodzącego prąd przewodu twornika w obecności prądu wzbudzenia.
Siła przeciwelektromotoryczna silnika prądu stałego jest podana przez następujące równanie:
E b = (P * ∅ * Z * N) / 60A
i odgrywa główną rolę przy uruchamianiu silnika prądu stałego.
Na podstawie tego równania widzimy, że Eb jest wprost proporcjonalna do prędkości silnika elektrycznego N. Ponieważ wartość początkowa wynosi N = 0, wartość E b jest również ZEROWA, aw tej sytuacji równanie napięcia jest przekształcane w następujący sposób:
E = 0 + I a * R a
Dlatego I a = E / R a
Przy wszystkich praktycznych próbach osiągnięcia optymalnej pracy silnika opór uzwojenia twornika pozostaje bardzo mały, około 0, 5 Ω, a absolutne minimum napięcia zasilania wynosi 200 woltów. Nawet w takich warunkach prąd rozruchowy (I a ) może osiągnąć nawet 220 / 0, 5 A = 440 A.
Tak duży wskaźnik prądu rozruchowego silnika prądu stałego stwarza dwa główne problemy:
- prąd rzędu 440 A może potencjalnie uszkodzić wewnętrzny obwód uzwojenia twornika silnika elektrycznego na samym początku jego rozruchu;
- zgodnie z równaniem dla obrotowego momentu obrotowego silnika prądu stałego, gdzie
Dlatego I a = E / R a,
Bardzo duża wartość elektromagnetycznego prądu rozruchowego silnika elektrycznego jest wytwarzana przez duży prąd rozruchowy, który może potencjalnie generować dużą siłę odśrodkową, dzięki czemu uzwojenie wirnika silnika może łatwo odlecieć ze szczelin.
Metody uruchamiania silnika prądu stałego
Bezpośrednią konsekwencją powyższych dwóch faktów (wysoki prąd rozruchowy i duży moment rozruchowy silnika prądu rozruchowego) może być to, że cały układ motoryczny będzie podlegał całkowitemu zaburzeniu, co z kolei doprowadzi do porażki inżynieryjnej i braku funkcjonalności. Aby zapobiec takiemu incydentowi, wynaleziono kilka metod uruchamiania silnika prądu stałego. Główną zasadą jest tutaj dodanie rezystancji obwodu zewnętrznego (R ext ) do uzwojenia silnika twornika, w celu zwiększenia rezystancji AC (R a + R ext ) w celu ograniczenia prądu w uzwojeniu twornika do maksymalnej dopuszczalnej wartości. Nowa wartość prądu rozruchowego w uzwojeniu twornika stała się pożądana niska, pozostawiając następujące równanie:
Dlatego I a = E / (R a + R ext ),
Teraz, gdy silnik kontynuuje pracę i zwiększa prędkość, siła przeciwelektromotoryczna również stale się rozwija i zwiększa, przeciwdziałając napięciu zasilania, ostatecznie zmniejszając napięcie robocze w sieci. W ten sposób otrzymuje się następujące równanie:
Dlatego I a = (E - E b ) / (R a + R ext ),
Teraz, aby utrzymać maksymalną dopuszczalną wartość prądu uzwojenia twornika, konieczne jest stopniowe zmniejszanie wskaźnika Rext, aż osiągnie zero, a wszystko to z maksymalną siłą elektromotoryczną. Podczas uruchamiania silnika prądu stałego rozrusznik pomaga regulować rezystancję obwodu zewnętrznego.
Startery są różnych typów i zasada ich pracy jest bardzo skomplikowana i wymaga wyjaśnienia. Krótko mówiąc, główne typy starterów stosowanych w przemyśle można przedstawić w następujący sposób:
- rozrusznik z 3 klipsami;
- 4-rozrusznikowy rozrusznik (używany do uruchomienia silnika wzbudzenia bocznikowego i mieszanego silnika prądu stałego DC);
- rozrusznik silnika prądu stałego wzbudzanego szeregowo bez cewki zrzutu obciążenia
Wszystkie one odgrywają bardzo ważną rolę w ograniczaniu prądu rozruchowego silnika elektrycznego w celu zapewnienia niezawodnego rozruchu i działania samego silnika.