Введение Традиционные токоограничивающие пусковые и пускорегулирующие устройства громоздки, сравнительно дороги, неэкономичны в работе и неудобны как в эксплуатации, так и в ремонте. Пуск электродвигателей как постоянного тока, так и асинхронных двигателей с фазным ротором связан с применением набора пусковых сопротивлений, что приводит к повышенным динамическим нагрузкам на них. Помимо этого, применение пусковых сопротивлений обусловливает значительные тепловые потери. Из автоматических способов пуска наибольшее распространение получили релейно-контакторная автоматика и тиристорное управление.Тиристорные схемы оперативны, производят запуск по наперед заданной программе и регулируют работу электрических устройств в довольно широком диапазоне. Однако, их применение не всегда оправдано из-за сложности, дороговизны, наличия промежуточных звеньев и необходимости высококвалифицированного обслуживания во время эксплуатации, так как по целому ряду потребителей, например, электродвигателей подъемно-транспортных машин, не требуется повышенная оперативность. Их запуск не ограничивается какими-то другими параметрами, кроме необходимости запуска по экспоненциальному закону.В связи с этим применение пусковых устройств на основе сильноточных полупроводниковых поликристаллических терморезисторов (ПТР) позволит избавиться от большинства недостатков существующих способов пуска [1, 2].Следует отметить, что применение ПТР представляется особо выгодным с точки зрения экономичности, компактности и надежности, а это особенно актуально в электротехнических устройствах подъемно-транспортных машин ограниченной мощности. Кроме того, пусковые устройства (ПУ), построенные на основе терморезисторов, достаточно просты, компактны и удобны с точки зрения монтажа и ремонта.К этому можно добавить, что ПУ, построенные на сильноточных ПТР, повышают эксплуатационную надежность подъемно-транспортных машин благодаря вибро- и тряско-устойчивости ПТР.Таким образом терморезисторный пуск электродвигателей сочетает в себе преимущества известных способов.Однако, при разработке пусковых схем, к примеру, для крановых двигателей, необходим правильный расчет основных параметров ПУ, так как неудачный выбор может привести к слишком быстрому разогреву тела ПТР, что эквивалентно включению двигателя накоротко [3, 14].  Теоретические положения основ синтеза терморезисторных реостатов Сопротивление терморезистора определяется по результатам исследования распределения температур в теле ПТР [4, 12]. Расчет производится по схеме поперечного сечения терморезистора, в теле которого выделено элементарное кольцо (рис. 1).                   Рис. 1. Схема поперечного сечения терморезистора  Сопротивление элементарного кольца в установившемся режиме при нагрузке                                                                                                       (1)Полное сопротивление                                                                                                                  (2) Согласно [3, 14] температура материала терморезистора                                           (3)  или                                                       (4)где                          Здесь в (3) и (4): ρ – удельное сопротивление полупроводника; λ – коэффициент теплопроводности; α – коэффициент теплоотдачи;    – температура охлаждающей среды; B – константа полупроводникового материала; r – радиус внутреннего электрода;  r1, r2 – соответственно внутренний и внешний радиус наружного электрода; l – длина электрода (рабочей части ПТР).Тогда, подставляя (4) в (2), получаем  R= ρ∞2πlr1r2expBTdTT-B   .        (5)Целью синтеза является обеспечение пуска и разгона двигателя до 90% от номинальных оборотов, после чего пусковой реостат закорачивается.В качестве примера рассмотрим синтез пускового реостата для асинхронного короткозам-кнутого двигателя с фазным ротором.Целью введения терморезистора в цепь статора короткозамкнутого двигателя и в цепь ротора двигателя с фазным ротором является снижение максимальной величины тока до предельно-допустимой (кривые 2 на рис. 2 а, б).  а)                                                                                          б)Рис. 2. Кривые пускового тока  Необходимо отметить, что этот эффект сопровождается их противоположной реакцией в отношении развиваемого пускового момента. Если для короткозамкнутого двигателя вместе с уменьшением начального пускового тока уменьшается и пусковой момент согласно формуле                  (6)где S – скольжение; ν – величина пускового момента в относительных единицах, то для двигателя с фазным ротором такой момент растет.Это иллюстрируется на рис. 3 а, б, где показано изменение вращающего момента двигателей при прямом запуске (кривые 1) и введении терморезисторов (кривые 2) для короткозамкнутого двигателя (рис. 2, а) и для двигателя с фазным ротором (рис. 3, б). Известная зависимость сопротивления терморезистора, носящая экспоненциальный характер, не приводится.    а)                                                                                             б) Рис. 3. Изменение вращающих моментов двигателей Методика расчета пусковых реостатов на ПТР В случае использования схемы с параллельным соединением терморезисторов и резисторов расчет ведут следующим образом: 1.  В основу синтеза реостатов положена либо уже известная Ом-секундная харак-теристика Rp(t) пускового реостата, либо она строится по заданной кривой набора оборотов ω(t). В первом случае характеристика Rp(t) строится с помощью известных в теории электро-привода методов. Во втором случае, первоначально по заданной кривой ω(t) определяются, в зависимости от типа двигателя, кривые пускового тока I [9], а затем строится соответствующая Ом-секундная характеристика Rp(t). 2.  Начальное сопротивление реостата выражается следующим образом через элементы компоновки реостата              (7)  где  Rp и R∞  – относятся к элементу ПТР; m – число последовательных элементов реостата; n – количество цепочек, состоящих из последовательных элементов; K – компоновочный оэффициент.Зная Ом-секундную характеристику Rp(t) и найденные в п.2. параметры реостата, можно построить зависимость температуры терморезисторов от времени T = f(t).По заданной Ом-секундной характеристике Rp(t) и построенной кривой T = f(t). расчитывается требуемая температурная характеристика реостата Rp = f(T).По приведенной в [1] формуле рассчитывается температурная характеристика реального реостата и сравнивается с требуемой. В случае их существенного несовпадения соответствующим образом варьируются величины шунтового сопротивления – RШ и добавочных линейных сопротивлений ветвей – RЛ.Сформулированные в п.п. 1-5 положения представляют собой своего рода улучшенный алгоритм синтеза реостатов. Весьма важным моментом рассматриваемого вопроса является констатация того факта, что для многих машин и производственных механизмов вовсе не нужна точная реализация кривой разгона ω(t), равно как и характеристик I(t) и R(t), а необходимо лишь обеспечение следующих ограничений на пусковые параметры Im ≤ Img, Δtпуск ≤ Δt мдоп. (8)Во втором случае терморезистор представляет собой два соосных цилиндрических электрода с полупроводниковым термочувствительным наполнителем (рис. 4). В качестве полупроводниковой композиции использованы поликристаллические мелкодисперсные системы тройных окислов (на основе CO, Mn, Ni, Cu) в различных соотношениях [8].     Рис. 4. Конструкция сильноточного терморезистора коаксиального типа: 1 – внутренний электрод; 2 – полупроводниковая термочувствительная композиция; 3 – внешний электрод Принципиальные основы расчета параметров терморезисторной схемы пускового устройства для соответствующего двигателя, в частности приводов подъемно-транспортных машин, включают следующие этапы:1. Задаются моделью пускового тока, прогнозирующей ход пускового процесса [9];2. Исходя из достижения максимального критического момента, выбирают начальное сопротивление реостата rp0;3. Определяют величину критического скольжения S;4. Совместное решение системы уравнений                     (9)                                          (10)позволяет определить параметры пускового устройства.В формулах (9) и (10) приняты следующие обозначения: V – объём терморезисторного реостата; rя    – сопротивление якоря; l – длина рабочей части тела ПТР.В пусковой схеме терморезистроные сопротивления включаются в цепь ротора [10, 13].  ЗаключениеЗапуск крановых двигателей с помощью устройств, построенных на терморезисторах, позволяет получить плавный монотонный характер кривых тока и напряжения, причём скорость нарастания тока увеличивается настолько плавно, что не вызывает заметных динамических воздействий на механизм привода.