Почему следует ограничивать пусковые токи? Какие способы для этого существуют? Какое оборудование позволяет их реализовать

При включении в сеть двигателя постоянного тока в начальный момент якоря неподвижен, а следовательно, ЭДС E a=0. В этих условиях ток якоря (начальный пусковой ток) ограничивается лишь электрическим сопротивлением обмоток и щёточных контактов в цепи якоря.

Величина R a невелика, поэтому начальный пусковой ток двигателя достигнет значения в 10 — 40 раз, превышающего его номинальное значение. При этом двигателям большой мощности соответствует более высокая кратность пускового тока. Такое превышение начального пускового тока недопустимо, так как это ведёт к перегреву обмоток, появлению слишком большого пускового момента, который оказывает на якорь и подвижную часть электропривода ударное воздействие, что может привести к механическому повреждению движущихся частей электропривода. Кроме того, этот ток вызовет значительное падение напряжения в сети, что может нарушить работу других устройств, включённых в эту сеть. Но основным фактором, ограничивающим пусковой ток двигателя постоянного тока, является нарушение коммутации, опасность появления на коллекторе? кругового огня?, что создаёт пожароопасность и может привести к оплавлению коллектора.

Уменьшение пускового тока возможно двумя способами: снижением напряжения питающего сети или повышением сопротивления цепи якоря. Первый способ возможен только при питании двигателя от индивидуального источника электроэнергии, допускающего регулирование подводимого к двигателю напряжения, например, от управляемого полупроводникового выпрямителя. Следует подробнее рассмотреть второй способ ограничения пускового тока, основанного на увеличении сопротивления цепи якоря. При введении в цепь якоря внешнего сопротивления в виде резистора R lisa начальный пусковой ток равен:

Таким образом, можно подобрать такое сопротивление резистора, при котором начальный пусковой ток I1 не превысит допустимого значения. Однако выбранное сопротивление удовлетворит лишь началу пуска. Но как только якоря начнёт вращение, в обмотке якоря будет индуцироваться ЭДС, которая ограничит величину тока якоря и соответственно уменьшит величину начального пускового момента. Чтобы поддержать пусковой ток, а, следовательно, и пусковой момент на прежнем уровне, необходимо уменьшить сопротивление резистора R lisa .

С этой целью в цепь якоря включают резистор переменного сопротивления, называемый пусковым реостатом (kaivitusreostaat, KR) со ступенчатой регулировкой сопротивления (рисунок а). Такой реостат позволяет изменять внешнее сопротивление, вводимое в цепь якоря, от наибольшего значения в начале пуска до нулевого по окончании процесса пуска. Сопротивление реостата следует вводить медленно, по мере разгона якоря, так как при резком уменьшении сопротивления KR произойдёт значительный бросок пускового тока. В то же время следует помнить, что пусковые реостаты рассчитаны на кратковременное включение и оставлять их включёнными в промежуточном положении на продолжительное время не следует.

Если процесс пуска двигателя автоматизирован, то переключение ступеней пускового реостата осуществляется посредством контакторов, которые своими контактами KM1, KM2, KM3 шунтируют элементы (резисторы) пускового реостата при переключении его ступеней (рисунок b).