Пуск и реверс двигателя постоянного тока

Ток якорной обмотки определяется выражением

.

При пуске двигателя якорь неподвижен, противо-ЭДС равна нулю. Сопротивление якорной обмотки незначительное, поэтому при U_я = U_н пусковой ток якоря I_япуск во много раз превышает ток в номинальном режиме I_{я н}, что приводит к повреждению двигателя.

Ограничение пускового тока в ДПТ с параллельным возбуждением производится введением последовательно в цепь якоря пускового реостата R_дя (рис. 5.7).

Ток при пуске тогда будет равен

.

Пуск должен производиться при номинальном магнитном потоке Ф_н, при этом согласно уравнению увеличивается пусковой момент и быстрее увеличивается ЭДС обмотки якоря. Это приводит к ускоренному разгону и сокращению времени прохождения большого пускового тока.

После разгона пусковой реостат ступенчато или плавно полностью выводится из цепи.

Остановка двигателя производится отключением от сети. Уменьшение до нулевого значения электромагнитной энергии, накопленной в индуктивностях, происходит в замкнутой цепи якоря и обмотки возбуждения.

Для изменения направления вращения двигателя необходимо изменить направление тока в обмотке якоря или направление магнитного потока, что достигается изменением направления тока в обмотке возбуждения.

Кпд и потери мощности машин постоянного тока

Потери в электрических машинах делят на основные и добавочные. К основным потерям относят электрические, магнитные и механические.

Электрические потери ΔР_эл или потери в меди обмоток, состоят из потерь в активных сопротивлениях обмоток и потерь в переходном сопротивлении щеточного контакта. Они определяются, как суммарные потери в обмотке якоря

ΔР_эля = R_я · I_я²,

где R_я – сопротивление цепи обмотки якоря с учетом переходного сопротивления щеточного контакта.

Магнитные потери или потери в стали обозначают ΔР_с. В процессе работы сердечник якоря машины постоянного тока перемагничивается. Поэтому в сердечнике якоря возникают потери на вихревые токи и гистерезис.

Механические потери ΔР_мех состоят из потерь на трение в подшипниках, потерь на трение щеток о коллектор, потерь на трение вращающихся частей машины о воздух, а также потерь вентиляционных.

Все потери, неучтенные как основные, называются добавочными. Добавочные потери возникают в стали сердечника и обмотке якоря. В стали – из-за искажения основного поля реакцией якоря, вследствие зубчатого строения сердечника якоря, потери в стяжных болтах и в проволочных бандажах и т.п. В обмотке якоря - в коммутирующих секциях, от вихревых токов в обмотке, в уравнительных соединениях.

Суммарные потери равны

.

В режиме холостого хода электрические потери незначительны, мощность потребляемая машиной из сети

ΔР₀ = ΔР_мех+ ΔР_С.

Потери холостого хода называют постоянными потерями, так как они не зависят от нагрузки.

Электрические потери называют переменными потерями

ΔР_элЯ = R_Я · I_Я².

Коэффициент полезного действия (КПД) определяется как отношение полезной, или отдаваемой, мощности P₂ к потребляемой мощности P₁

или в процентах 100 %.

Электрическая мощность, потребляемая двигателем из сети P₁ = P_я + P_в,

где P_я = U_нI_я – мощность якорной цепи,

P_в = U_нI_в – мощность цепи возбуждения.

Для двигателя параллельного возбуждения

P₁ = UI_д = U_н(I_я + I_в) .

Механическая мощность на валу двигателя, отдаваемая приводному механизму P₂=ωМ.

Современные машины постоянного тока имеют высокий КПД, который в зависимости от мощности, колеблется в пределах η_н = 0,75÷0,96. Высшее значение КПД относится к машинам большей мощности.