Die guten Traktionseigenschaften von Gleichstrommaschinen haben sie zu einem integralen Bestandteil der meisten Mechanisierungsgeräte für Industrie und Haushalt gemacht. Gleichzeitig ergibt sich jedoch ein erhebliches Problem bei erheblichen Anlaufströmen im Vergleich zu asynchronen Elektromotoren, die mit Wechselspannung betrieben werden. Aus diesem Grund untersuchen viele Experten ausführlich, wie ein Gleichstrommotor vor dem Einschalten des Geräts gestartet wird.
Beginnend mit einem Startrheostat
In diesem Fall wird ein variabler Widerstand in die Schaltung eingeführt, der im Anfangsstadium eine Verringerung der Strombelastung bewirkt, bis die Drehung des Rotors die eingestellte Drehzahl erreicht. Wenn sich die Stromstärke im Rheostat auf einen Standardwert stabilisiert, nimmt der Widerstand vom Maximalwert auf den Minimalwert ab.
Die Berechnung der elektrischen Größe erfolgt in diesem Fall nach folgender Formel:
I = U / (Rbm + Rreostat)
Unter Laborbedingungen kann die Last durch Bewegen des Rheostatschiebers manuell reduziert werden. Dieses Verfahren ist jedoch in der Industrie nicht weit verbreitet, da das Verfahren nicht mit den aktuellen Werten übereinstimmt. Daher wird eine Regelung durch Strom, durch EMF oder durch Zeit angewendet, im ersten Fall wird die Messung des Wertes in den Feldwicklungen verwendet, im zweiten Fall wird eine Zeitverzögerung auf jede Stufe angewendet.
Beide Methoden werden zum Starten von Elektromotoren verwendet:
- mit sequentiell;
- mit paralleler Anregung;
- mit unabhängiger Aufregung.
Starten von DPT mit paralleler Anregung
Ein solcher Start des Elektromotors erfolgt durch Einschalten sowohl der Erregerwicklung als auch des Ankers auf die Versorgungsspannung, sie liegen parallel zueinander. Das heißt, jede der Wicklungen des Gleichstrommotors hat die gleiche Potentialdifferenz. Diese Startmethode bietet den in Werkzeugmaschinen verwendeten harten Betriebsmodus. Die Strombelastung in der Hilfswicklung beim Anlauf hat einen vergleichsweise geringeren Strom als die Stator- oder Rotorwicklungen.
Zur Steuerung der Starteigenschaften werden Widerstände in beide Schaltkreise eingeführt:
In der Anfangsphase der Rotation der Welle verringern die Positionen des Rheostaten die Belastung des Elektromotors, und dann werden sie wieder in die Position des Widerstands Null gebracht. Bei längeren Starts, Automatisierung und einer Kombination mehrerer Stufen von Startrheostaten oder einzelnen Widerständen wird ein Beispiel für eine solche Schaltschaltung in der folgenden Abbildung gezeigt:
- Wenn die Versorgungsspannung an den Elektromotor angelegt wird, fließt der Strom durch die Arbeitswicklungen und die Wicklung Erregung, aufgrund der Widerstandsbox Rstart1, Rstart2, Rstart3 ist die Last auf das Minimum begrenzt Größen.
- Nach Erreichen des Schwellenwertes des minimalen Stromwertes werden die Relais K1, K2, K3 nacheinander aktiviert.
- Durch das Schließen der Kontakte des Relais K1.1 wird der erste Widerstand umgangen, die Leistung im Stromversorgungskreis des Elektromotors steigt abrupt an.
- Nach dem Unterschreiten der eingestellten Grenze werden die Kontakte K2.2 geschlossen und der Vorgang erneut wiederholt, bis die elektrische Maschine die Nenndrehzahl erreicht hat.
Das Bremsen des Gleichstrommotors kann in umgekehrter Reihenfolge mit denselben Widerständen durchgeführt werden.
Starten der DPT mit sequentieller Anregung
Die obige Abbildung ist ein schematisches Diagramm zum Anschließen eines Elektromotors mit Reihenanregung. Seine Besonderheit liegt in der Reihenschaltung der Erregerspule L der Erregung und des Motors selbst, der variable Widerstand R des Ankers wird ebenfalls in Reihe geschaltet.
Der gleiche Stromwert fließt durch die Schaltung beider Spulen, diese Schaltung hat gute Startparameter, daher wird sie häufig im elektrischen Transport verwendet. Ein solcher Elektromotor darf nicht ohne Kraft auf die Welle eingeschaltet werden, und die Frequenz wird entsprechend der Last geregelt.
DCT beginnen mit unabhängiger Anregung
Der Anschluss eines Elektromotors an einen Stromkreis mit unabhängiger Erregung erfolgt durch Stromversorgung über eine separate Quelle.
Das Diagramm zeigt ein Beispiel für eine unabhängige Verbindung. Hier werden die L-Erregerspule und der Widerstand in ihrem R-Erregerkreis getrennt von den Motorwicklungen durch den Strom eines unabhängigen Geräts gespeist. Für die Motorwicklungen ist auch der Ankereinstellrheostat eingeschaltet. Bei dieser Startmethode sollte die Gleichstrommaschine nicht ohne Last oder mit minimaler Kraft auf die Welle eingeschaltet werden, da dies zu einer Erhöhung der Drehzahl und einem anschließenden Ausfall führt.