Классические графики изменения во времени скорости и тока двигателей постоянного тока и асинхронных двигателей с фазным ротором при реостатном пуске (с тремя ступенями пускового сопротивления) имеют вид, показанный на рис. 2.1. Из этих графиков видно, что автоматическое выключение (закорачивание) ступеней сопротивления должно производиться через определенные промежутки времени (Δt1, Δt2, Δt3) при определенных скоростях (ω1, ω2, ω3) и при определенной величине тока (I2). Таким образом, управление пуском в принципе может быть осуществлено: а) в функции независимой выдержки времени; б) в функции скорости; в) в функции тока.
Рис. 2.1. Графики изменения тока и скорости при пуске
Управление в функции времени предполагает, что в схеме управления есть аппараты, контролирующие время, т.е. реле времени, настраиваемые на отсчет определенных, наперед заданных выдержек времени. Каждое реле включает соответствующий контактор ускорения, который закорачивает главным контактом нужную ступень пускового сопротивления. Для линейных механических характеристик двигателя при Mс. = const время разгона привода на i-й ступени пуска , (2.1)
где — электромеханическая постоянная времени привода на i-й ступени; ωнач , Мнач и ωкон , Мкон начальные и конечные значения скорости и момента двигателя на i-й ступени; J — момент инерции привода.
Управление в функции скорости производится при помощи реле, контролирующих скорость двигателя непосредственно или косвенно. По достижении заданного значения скорости соответствующее реле выдает команду на включение контактора ускорения. Наиболее часто применяют косвенные способы, в которых используют величины, пропорциональные скорости двигателя, например ЭДС якоря (для двигателей постоянного тока), ЭДС или частоту тока ротора (для двигателей асинхронных с фазным ротором и синхронных). В этих случаях говорят об управлении в функции ЭДС или частоты.
Управление в функции тока реализуется применением реле минимального тока. Эти реле включают контакторы ускорения в моменты достижения током двигателя заданного значения I2.
На практике наибольшее распространение получило управление пуском в функции времени. Для двигателей постоянного тока независимого возбуждения некоторое применение нашли способы управления пуском в функции ЭДС и тока (последний обычно для управления разгоном двигателя выше основной скорости при ослаблении магнитного потока). Управление пуском в функции частоты или тока используют для синхронных двигателей при их синхронизации.
Управление торможением двигателей может производиться в функции времени, скорости (ЭДС, частоты) или тока с применением тех же средств, что и при пуске. Окончание процесса торможения со скорости ωнач фиксируется соответственно: по истечению выдержки времени (Δtт), при снижении скорости двигателя до нуля (если торможение происходит до остановки) или до заданного значения ωкон , при снижении тормозного тока двигателя до величины, отвечающей скорости ωкон . Время торможения привода для линейной механической характеристики двигателя при Мс = const
,
где Тм.т — электромеханическая постоянная времени привода на данной характеристике.
Каждый из перечисленных ранее принципов автоматического управления пуском и торможением двигателей реализуется в схемах электроприводов типовыми узлами. Наиболее характерные из этих узлов рассмотрены ниже.