СПОСОБЫ ПУСКА, РЕВЕРСИРОВАНИЕ И ТОРМОЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Кратковременный скачок напряжения, наблюдаемый при пуске электродвигателя, называют током пуска. С технической точки зрения пуск электродвигателя самый сложный и ответственный временной отрезок, так как от него зависит не только скорость производственных процессов, но и безопасность других потребителей, подключенных к единой сети. Если не оборудовать силовую установку средствами мягкого пуска, рано или поздно возникнет аварийная ситуация, продиктованная перегревом обмоток и разрушением изоляции. Для снижения подобных рисков, после старта нужно как можно быстрее снизить частоту стартового вращения ротора, доведя её до номинальной.

Чтобы понять, как электродвигатели асинхронные функционируют в разных условиях, рассмотрим все варианты запуска.

Начнем с плавного пуска. Когда мы говорим, плавный пуск электродвигателя, то имеем в виду подачу напряжения от отдельного источника питания. Такая схема применима для двигателей высокой мощности, где обычные реостаты менее эффективны и удобны.

Прямой пуск. Обмотка якоря соединяется непосредственно с сетью, при условии того, что номинальные характеристики силовой установки для этого подходят. Если брать распространенные способы пуска двигателя постоянного тока, прямое соединение считается самым удачным решением. Но, применение прямого старта требует соблюдения ряда сопроводительных условий:

• стабильное питание;

• прочный контакт с приводом.

Применение этого метода не приводит к перегреву обмоток. Температура повышается незначительно, что нельзя сказать про другие способы. К нему прибегают, если отсутствуют ограничения на поступающий из сети импульс.

Подчеркнем, что прямой старт не подходит для мощных установок, так как в момент первичного питания, скачок тока может превышать рабочее значение в 50 раз.

Реостатный пуск. Третья схема, которую называют реостатный пуск асинхронного двигателя, применяется для обвязки крупногабаритных агрегатов. Отсутствие ограничений по мощности мотора, делает реостат универсальным решением для промышленных цепей. Реостат – это провод, обладающий высоким удельным сопротивлением. После старта, сопротивление реостата уменьшается в соответствии со снижением оборотов ротора. Такой механизм помогает избежать скачков, и позволяет быстрее выйти на рабочую частоту. Минусом схемы считаются большие потери в самом реостате.

Устройство плавного пуска (ПП) в асинхронных агрегатах

Для обзора этого способа старта мы решили выделить отдельный раздел, ведь устройство плавного пуска асинхронного электродвигателя будет интересно большинству читателей, та как именно софтстартеры применяется в 80% промышленных схем малой мощности.

Софтстартеры работают на базе силовых симмисторов или же тиристоров. По своей функциональной сути это безтрансформаторные преобразователи напряжения. Устройства плавного пуска используются:

• в маломощных сетях, при подключении мощных двигателей;

• при пуске агрегата под нагрузкой;

• в схемах с полным контролем пуска, разгона, торможения;

• для понижения уровня пускового импульса.

Иными словами, устройство плавного пуска электродвигателя принцип работы которого базируются на тотальном контроле силы тока, подходит для удешевления схем, и выступает универсальным прибором для подключения асинхронных установок с короткозамкнутым ротором. В сравнении с преобразователями частоты, софтстартеры стоят дешевле, имеют меньшие габариты и вес.

Также иногда можно встретить схемы подключения, в которых пуск выполняется посредством параллельного или последовательного возбуждения обмоток. Параллельное возбуждение обеспечивает жесткий старт, характерный для станочного оборудования. Последовательное возбуждение применяется в электротранспорте.

Торможение электродвигателей

Данный процесс должен проходить с надлежащей эффективностью, так как от него зависит безопасность агрегата и КПД. Остановка движка происходит за счет:

• динамического торможения;

• противовключения;

• рекуперации.

Каждый способ имеет свои сильные стороны. При обустройстве сети главное подобрать именно тот, с которым получится достигнуть наивысшей производительности.

Динамическое торможение двигателя постоянного тока заключается в том, что обмотка статора отсоединяется от сети переменного тока и подключается к источнику постоянного тока. Меняется направление электромагнитного поля, из-за чего происходит остановка. Этот метод имеет общее сходство с тем, как работают динамо-машины. Интенсивность процесса регулируется номиналом подведенного напряжения. Применяется в станках, циркулярных пилах, подъемных механизмах.

Противовключение. Своеобразный реверс двигателя постоянного тока, при котором поле меняется на противоположное. Достоинство метода заключается в мгновенном срабатывании торможения.

Рекуперативный метод. Применяется на электротранспорте: трамваях, троллейбусах, и даже в электросамокатах. Остановка осуществляется по принципу генератора, когда выработанная электроэнергия подается обратно в систему. Частично, рекуперация отвечает на вопрос, как реверсировать двигатель постоянного тока, но есть у этого и обратная сторона. Так, при рекуперации, тормозной момент зависит от скорости вращения ротора. Как следствие – резкие толчки в момент остановки.

В завершении обзора скажем несколько слов об изменении направления движения двигателя. В трехфазных моделях для смены вращения нужно отключить агрегат, добраться до клемм и поменять местами жилы черного и коричневого цвета. Это позволит задать левостороннее либо правостороннее вращение ротора. На вопрос, как можно изменить направление вращения двигателя постоянного тока с однофазном подключении, есть только один ответ – перекинув фазу на начало рабочей обмотки.