Расчет ступеней пусковых сопротивлений

Расчет ступеней пусковых сопротивлений удобно проводить с помощью пусковых диаграмм — семейства электромеханических или механических характеристик, которые для двигателей независимого возбуждения показаны на рис. 4.3,а. Значения пускового тока или момента для двигателей общепромышленного исполнения серий П, ПН составляют /п= (2-^2,5). Для специальных краново-металлургических двигателей серий Д, ДП, широко применяемых в приводах механизмов, п= (3-5-4)/ном.
Увеличение тока якоря обеспечивает рост момента, что сокращает процесс пуска. Однако брать значения пусковых токов больше рекомендованных недопустимо, поскольку возникающие при этом электродинамические усилия в лобовых частях обмоток двигателей могут вызвать их деформации и повреждения, ухудшается процесс коммутации на коллекторе, возможны посадки напряжения питающей сети. Высокие значения ускорений привода под действием больших моментов вызывают недопустимые динамические усилия в элементах кинематической цепи привода. Важно также обеспечить ограничение ускорений привода исходя из требований технологического процесса, в частности при разливе и перемещениях жидкого металла, перемещении печей и их элементов, а также термообрабатываемых деталей. Для ряда транспортных машин и загрузочных устройств, например кранов, мульдозавалочных машин, лифтов, ускорения не должны превышать допустимых по технологическим требованиям и из условий обеспечения комфортности для обслуживающего персонала.
Построение пусковой диаграммы двигателя постоянного тока независимого возбуждения (рис. 4.3,а) осуществляют в приведенной ниже последовательности. Через точки со=зсоо; /=0 и о)=0; /=/п проводят характеристику /, соответствующую схеме рис. 4.2,а при разомкнутых контактах ускорения Kyi—Egg Проводят штриховую линию, параллельную оси ординат, соответствующую току переключения Лкр^ (1,15—5—1,20) /ном- Если момент нагрузки на валу двигателя соответствует статическому току /с=/ном, то при токах />/с, т. е. М>Мс, двигатель работает с ускорением d(o/dt=(M—MC)JJ. Разбег двигателя по характеристике 1 может происходить до скорости, соответствующей току /ном=/с- При этом, как следует из рис. 4.3,а, ток якоря, а следовательно, и ускорение снижаются. Для повышения интенсивности разбега двигателя при достижении им скорости соперь соответствующей заданному току /пер, происходит замыкание контакта Ку\ (рис. 4.2,а) и из якорной цепи выводится сопротивление R\. Далее разбег двигателя происходит по характеристике 2, построение которой выполняется по двум точкам: <в=(Оо; /=0 и co=o)nepf, /=/п-При достижении скорости ю=шПер2 происходит замыкание контакта Куг и из якорной цепи выводится сопротивление R2. По характеристике 3 двигатель разбегается до скорости ю-Юперз, при которой замыкается контакт Куг и двигатель разбегается по естественной характеристике до скорости ю=о)с, при которой /=/с.
Значения сопротивлений ступеней легко рассчитать графоаналитическим способом с использованием соотношений вида (2.16) или аналитически из (2.10) по формуле.
При построении пусковой диаграммы может оказаться, что при переходе на естественную характеристику начальный ток, соответствующий угловой скорости соперз, не равен принятому. В этом случае следует вновь произвести построение характеристик, варьируя значения токов.
Пуск двигателя последовательного возбуждения осуществляется аналогично — последовательным выведением резисторов якорной цепи контактами. Соответствующая пусковая диаграмма приведена на рис. 4.3,6. Значения /п, /пер выбирают из тех же соображений, что и для двигателей независимого возбуждения. Следует иметь в виду, что при кратности токов для краново-металлургическнх двигателей последовательного возбуждения кратность пусковых моментов может составлять, поскольку с ростом тока якоря растет и магнитный поток, хотя при токах, превосходящих номинальный, двигатель работает за коленом кривой намагничивания.