Pornirea motoarelor de curent continuu

Pornirea motoarelor de curent continuu

Caracteristicile de pornire stabilesc proprietatile motoarelor de c.c. in timpul procesului de pornire - de la momentul conectarii motorului la retea pana la mo-mentul in care incepe sa functioneze in regim stabil (atinge viteza stabila de rotatie n=const.). Din aceste caracteristici se stabilesc:

Ø      marimea curentului de pornire I_p - obisnuit se determina ca multiplu fata de curentul nominal , care indica de cate ori curentul de pornire este mai mare decat curentul nominal al motorului;

Ø      marimea momentului de pornire M_PM - cel mai adesea se determina ca multiplu fata de momentul nominal , care indica de cate ori momentul de pornire este mai mare decat momentul nominal al motorului.

Acestia sunt cei doi parametrii de pornire de baza. Cu cat este mai mic I_P(k_PI) si mai mare M_P(k_PM), cu atat proprietatile la pornire ale motorului sunt mai bune. Trebuie a se sublinia, ca la caracteristicile de pornire se adauga si economi-citatea procesului de pornire sub aspectul pierderilor in perioada de pornire. Aceas-ta caracteristica este direct legata de durata procesului de pornire (perioada de pornire t_p), de valoarea si siguranta aparaturii de pornire s.a.

Unul dintre procedeele de pornire ale motoarelor de c.c. este pornirea directa. Ea consta in conectarea directa prin contactor a infasurarii indusului moto-rului la reteaua de alimentare. Acest procedeu de pornire este simplu si se reali-zeaza fara oarecare aparatura de pornire. Neajunsul acestei porniri este acela ca, curentul de pornire poate creste la valori inadmisibile.

Daca se pleaca de la ecuatia (4.3) ce exprima echilibrul dintre t.e.m. si cade-rea de tensiune in circuitul indusului motorului de c.c. se poate usor stabili mari-mea curentului indus:

(4.8)

Din ecuatia (4.8) se observa, ca la tensiunea U de alimentare stabilita, mari-mea curentului indusului depinde de t.c.e.m. E si de rezistenta R_a a infasurarii indusului. Daca se are in vedere ca in momentul pornirii turatia n este nula, si prin urmare si , marimea curentului de pornire se determina cu expresia:

(4.9)

Din motive de reducere a pierderilor, infasurarile indusului, se realizeaza cu rezistente interne mici, datorita carora curentul de pornire poate atinge valori de (1020) ori marimea curentului nominal al masinii. Pe masura cresterii accelerarii motorului, t.c.e.m. E creste gradual si curentul din circuitul indusului se reduce. Curentul mare de pornire este nedorit din urmatoarele motive:

Ø       pe colectorul motorului apar scantei care pot trece in focul circular (scurtcircuit total);

Ø       asupra arborelui motorului se exercita moment dinamic mare care are actiune daunatoare asupra partilor in rotatie ale masinii si poate con-duce la deteriorari mecanice;

Ø       curentul mare de pornire determina caderea brusca a tensiunii in re-teaua de alimentare, situatie nefavorabila pentru ceilalti consumatori conectati la aceeasi retea;

Ø       se ingreuneaza functionarea aparaturii de protectie si masura conectate in circuitul indusului masinii.

Datorita acestor motive pornirea directa se aplica numai la motoarele cu pu-teri mai mici de 1 kW, la care curentul de pornire este de numai 35 ori mai mare decat cel nominal si nu este periculos pentru masini. Limitele pornirii fara reostat pot fi extinse daca se utilizeaza intreruptoare cu actiune rapida, care decupleaza    infasurarea indusului, cand curentul atinge valoarea stabilita si dupa aceasta o cupleaza din nou, iar curentul se reduce. Prin acest procedeu procesul de pornire se realizeaza prin aplicarea unuia sau mai multor impulsuri la bornele indusului.

Pentru reducerea curentului de pornire, obisnuit se utilizeaza pornirea reo-statica a motoarelor de c.c. Prin acest procedeu de pornire, in serie cu infasurarea indusului motorului se conecteaza reostatul de pornire, R_p (fig.4.33 b, c, d).

Obisnuit, reostatele de pornire sunt metalice, cu comanda manuala, semi-automata sau automata. Motoarele se pornesc cu reostatul pe pozitia de rezistenta maxima si astfel se reduce curentul de pornire ce se determina cu expresia:

Potrivit ecuatiei (4.4), curentului I_p1 ii corespunde momentul de pornire . Daca acest moment este mai mare decat momentul static rezistent de la arborele motorului, rotorul se roteste cu o acceleratie determinata si motorul dezvolta t.c.e.m. a sa proportionala cu turatia n a rotorului (curba a fig.4.34).

Fig.4.34 Explicativa privind procesul de pornire a motorului de c.c.

cu reostat de pornire in circuitul indusului

Cu cresterea turatiei si in consecinta a t.c.e.m., curentul din infasurarea indu-sului se reduce. Atunci cand atinge valoarea I_p2, se inlatura o treapta de rezistenta a reostatului de pornire, cand curentul creste din nou pana la valoarea I_p1, turatia rotorului motorului incepe sa creasca dupa curba b, iar curentul si momentul incepe a se reduce dupa curba B.

In continuare, procesul decuplarii in trepte a reostatului de pornire continua, turatia se modifica dupa curbele c,d si f, iar curentul si momentul la pornire dupa curbele C, D si F. La sfarsit, cand reostatul de pornire este in intregime eliminat, motorul functioneaza in continuare in regim stabil cu turatia n=const. si curentul stationar I.

Reostatele de pornire sunt dimensionate pentru regimul de lucru de scurta durata si nu trebuie sa stea multa vreme cuplat in circuitul infasurarii indusului. Din acest motiv ele nu se pot utiliza pentru reglajul de turatie al masinii. Treptele de rezistenta ale reostatului de pornire se calculeaza astfel incat limitele superioara I_p1 si inferioara I_p2 ale curentului de pornire sa asigure corespunzator o comutatie buna a curentului si momentul dinamic necesar la arborele motorului. Obisnuit .

Pentru cresterea momentului de pornire, motoarele de c.c. se pornesc la excitatie maxima (reostatul de reglare R_re din circuitul de excitatie este pe pozitia de rezistenta minima - fig.4.33 a, b, d). In acest scop, infasurarile de excitatie in paralel se conecteaza direct la sursa de alimentare inaintea reostatelor de pornire si reglare, introduse in circuitul rotoric.

Pornirea mai lina a motoarelor de c.c. se realizeaza cu ajutorul agregatelor speciale de pornire, prin care motorul se alimenteaza separat de la un generator de c.c. Pornirea se realizeaza prin variatia lina a tensiunii de la bornele de iesire ale generatorului de alimentare. Acest procedeu de pornire se utilizeaza in principal la sistemul generator-motor (G-M) care se examineaza in cele urmatoare.