Прямой пуск
При прямом пуске двигатель включается непосредственно в сеть ( рис. 9.1 ), для
чего вручную ( при ручном управлении ) или при помощи аппаратуры ( при автоматизированном пуске ) замыкают контакты К1 и К2..
Рис. 9.1. Прямой пуск двигателя: а – схема пуска; б – пусковая диаграмма
При этом ток I, потребляемый двигателем из сети, в точке «А» разделяется на 2 тока: ток обмотки якоря I 
и ток обмотки возбуждения I 
. В точке «В» эти два тока соединяются. Следовательно, через каждый из контактов, К1 и К2, протекает один и тот же ток I.
По Правилам Регистра, прямой пуск электродвигателей допускается при условии, что номинальная мощность двигателя не превышает 0,5 кВт, т.е. Р 
≤ 0,5 кВт.
Такое ограничение мощности объясняется тем, что при прямом пуске пусковой ток якоря двигателя превышает номинальный в десятки раз.
Объясним это на примере.
Пусть электродвигатель имеет такие данные: напряжение U = 220 В, номинальная противоЭДС обмотки якоря Е 
= 210 В, сопротивление обмотки якоря двигателя R = 1 Ом.
Тогда номинальный ток якоря
I 
= 
= 
= 10 А.
При пуске скорость якоря ω = 0, поэтому противоЭДС обмотки якоря
Е = сωФ = с0Ф = 0
(с – конструктивный коэффициент, величина постоянная, ω – угловая скорость якоря, Ф – магнитный поток, созданный параллельной обмоткой возбуждения L).
Тогда пусковой ток якоря
I 
= = 
= 
= 220 А.
Таким образом, пусковой ток якоря I = 220 А превышает номинальный I = 10 А в 22 раза, что недопустимо.
Сказанное подтверждается графиком электромеханической характеристики двигателя ω ( I ) на рис. 9.1, б. При пуске двигатель переходит из точки «0» ( начало координат ) в точку «А», в которой пусковой ток I ( отрезок «ОА» ) гораздо больше номинального.
После пуска двигатель начнет разгоняться, в обмотке якоря появится и станет увеличиваться противоЭДС обмотки якоря ↑Е = с↑ωФ, а ток якоря – уменьшаться.
Процесс пуска прекратится в точке «В», в которой скорость якоря и ток якоря имеют номинальные значения: ω = ω , I 
= I .
Из сказанного следует, что причина больших пусковых токов – отсутствие противо ЭДС обмотки якоря в момент пуска, когда якорь неподвижен. Такие токи вызывают ухудшение коммутации вплоть до возникновения кругового огня на коллекторе, а также провалы напряжения сети, нарушающие нормальную работу остальных приемников электро-
энергии.
Допускаемые по условиям коммутации значения пусковых токов не должны превышать номинальный более чем в 2,5 раза, т.е. не должно нарушаться соотношение
I ≤ 2,5 I
Выясним, как можно уменьшить пусковые токи.
Как следует из формулы пускового тока якоря
I = 
,
его можно уменьшить двумя способами:
1. увеличить знаменатель, т.е. увеличить при пуске сопротивления цепи обмотки якоря ( реостатный пуск );
2. уменьшить числитель, т.е. уменьшить при пуске напряжение на обмотке якоря.
Рассмотрим поочередно эти два способа.