Vďaka dobrej trakčnej charakteristike jednosmerných elektrických strojov sa stali neoddeliteľnou súčasťou väčšiny priemyselných a domácich mechanizačných zariadení. Súčasne však existuje tiež značný problém významných štartovacích prúdov v porovnaní s asynchrónnymi elektromotormi pracujúcimi na striedavé napätie. Preto veľa odborníkov podrobne študuje, ako naštartovať jednosmerný motor pred zapnutím jednotky.
Počnúc štartovacím reostatom
V tomto prípade sa do obvodu zavedie premenlivý odpor, ktorý v počiatočnom štádiu poskytuje zníženie prúdového zaťaženia, kým rotácia rotora nedosiahne nastavenú rýchlosť. Keď sa prúd stabilizuje na štandardnú hodnotu, odpor reostatu klesá z maximálnej hodnoty na minimálnu hodnotu.
Výpočet elektrickej veličiny sa v tomto prípade uskutoční podľa vzorca:
I = U / (Rbm + reostat)
V laboratórnych podmienkach je možné zaťaženie znížiť manuálne - posunutím posúvača reostatu. Táto metóda sa však v priemysle príliš nevyužíva, pretože postup nie je v súlade so súčasnými hodnotami. Preto sa aplikuje riadenie prúdu, EMF alebo času, v prvom prípade sa použije meranie veľkosti v poľných vinutiach, v druhom sa na každý stupeň použije časové oneskorenie.
Na spustenie elektromotorov sa používajú obe metódy:
- so sekvenčným;
- s paralelným budením;
- s nezávislým vzrušením.
Spustenie DPT s paralelným budením
Takéto spustenie elektromotora sa uskutočňuje zapnutím budiaceho vinutia aj kotvy na napájacie napätie siete, sú umiestnené navzájom paralelne. To znamená, že každé z vinutí jednosmerného motora má rovnaký potenciálny rozdiel. Táto počiatočná metóda poskytuje tvrdý prevádzkový režim používaný v obrábacích strojoch. Prúdové zaťaženie pomocného vinutia pri štarte má porovnateľne nižší prúd ako vinutia statora alebo rotora.
Na riadenie počiatočných charakteristík sa do obidvoch obvodov zavádzajú odpory:
V počiatočnom štádiu otáčania hriadeľa poskytujú polohy reostatu zníženie zaťaženia elektromotora a potom sa uvedú späť do polohy nulového odporu. Pri dlhodobých štartoch sa vykonáva automatizácia a kombinácia niekoľkých stupňov spúšťania reostatov alebo jednotlivých rezistorov, príklad takého spínacieho obvodu je znázornený na obrázku nižšie:
- Keď je na elektromotor privádzané napájacie napätie, prúd pretekajúci pracovnými vinutiami a vinutím budenie, vďaka odporovej skrinke Rstart1, Rstart2, Rstart3 je zaťaženie obmedzené na minimum veličiny.
- Po dosiahnutí prahovej hodnoty minimálnej hodnoty prúdu sa postupne aktivujú relé K1, K2, K3.
- V dôsledku uzavretia kontaktov relé K1.1 sa prvý odpor obíde, výkon v napájacom obvode elektromotora náhle stúpa.
- Ale po poklese pod nastavenú hranicu sú kontakty K2.2 zatvorené a proces sa znovu opakuje, kým elektrický stroj nedosiahne menovité otáčky.
DC motor je možné zabrzdiť v opačnom poradí pomocou rovnakých rezistorov.
Spustenie DPT so sekvenčným budením
Vyššie uvedený obrázok je schémou pre zapojenie elektrického motora so sériovým budením. Jeho charakteristická vlastnosť spočíva v sériovom zapojení budiacej cievky L budenia a samotného motora, do série je tiež zavedený variabilný odpor R kotvy.
Obvodom oboch cievok preteká rovnaká hodnota prúdu, tento obvod má dobré štartovacie parametre, preto sa často používa v elektrickej doprave. Takýto elektromotor sa nesmie zapnúť bez pôsobenia sily na hriadeľ a frekvencia sa reguluje podľa zaťaženia.
Štart DCT s nezávislým budením
Pripojenie elektromotora k obvodu s nezávislým budením sa uskutočňuje jeho napájaním zo samostatného zdroja.
Schéma zobrazuje príklad nezávislého zapojenia, kde je L-budiaca cievka a odpor v jej R-budiacom obvode napájané oddelene od vinutí motora prúdom nezávislého zariadenia. Pre vinutia motora je zapnutý aj reostat nastavenia kotvy. Pri tejto štartovacej metóde by sa jednosmerný stroj nemal zapínať bez záťaže alebo s minimálnou silou pôsobiacou na hriadeľ, pretože by to viedlo k zvýšeniu rýchlosti a následnému poškodeniu.