Тормозные режимы двигателя независимого возбуждения
Торможение с рекуперацией энергии в сеть
Переход двигателя в тормозной режим с отдачей энергии в сеть будет иметь место в случае, когда скорость якоря двигателя оказывается больше скорости идеального холостого хода (ω>ω0), а ЭДС двигателя больше приложенного напряжения. Практически этот вид электрического торможения применяется при спуске тяжелых грузов со скоростью ω>ω0. В этом случае двигатель включается в направление спуска (рис. 3.2.1) и система разгоняется под действием М двигателя и М, создаваемого грузом.
То же самое будет иметь место, если транспортное устройство с двигателем независимого возбуждения переходит на наклонный участок пути (рис. 3.2.2).
При ω>ω0 ток якоря изменит направление.
Момент, развиваемый двигателем, при этом будет не вращающим, а тормозным. Двигатель превращается в генератор, преобразующий механическую энергию, подводимую к его валу со стороны рабочей машины, в электрическую и отдает ее в сеть за исключением потерь. Привод достигнет установившейся скорости ωу как только растущий тормозной момент двигателя станет равным движущему моменту, создаваемому рабочей машиной, т.е. М=Мс.
Механическая характеристика в этом случае пойдёт из III квадранта в IV квадрант (см. рис. 3.2.3). Мощность, отдаваемая в сеть 
, где Rдоб – добавочное сопротивление в якорной цепи, которое в общем случае может иметься. КПД машины в этом режиме
|
|
|
Генераторное торможение с отдачей энергии в сеть весьма экономично. Однако оно может быть осуществлено в ограниченных пределах, т.к. не во всех электроприводах возможно соблюдение условия ω>ω0, т.е. не все электроприводы допускают увеличение скорости сверх скорости ω0.
Торможение противовключением
Противовключением называется режим, когда двигатель включен для одного направления вращения, а его якорь по инерции или под действием внешнего момента вращается в противоположную сторону. При этом момент двигателя противодействует движению. Такой режим может использоваться при активном Мс для тормозного спуска груза. Если в цепь якоря двигателя, поднимающего груз, включить большое добавочное сопротивление, двигатель окажется работающим на искусственной характеристики с большой крутизной, на которой при скорости переключения (т. В см. рис.3.2.4) момент, развиваемый двигателем, будет меньше МС, двигатель начнет замедляться и остановится в т. С, а затем под действием груза он начнет вращаться в противоположном направлении.
Начнется спуск груза. Установившаяся скорость тормозного спуска будет в т. Д. ЭДС двигателя изменит свой знак и станет действовать согласно с напряжением сети. Ток якоря будет равным:
|
|
|
Возрастет и величина момента двигателя, который по отношению к вращающемуся в противоположном направлении якорю является тормозным. Для ограничения тока и момента, допустимыми по условиям коммутации значениями, добавочное сопротивление, включаемое в цепь якоря, должно быть равно примерно 2-х кратному пусковому.
При реактивном моменте сопротивления для перевода двигателя в режим противовключения необходимо на ходу двигателя изменить полярность напряжения на его якоре. Одновременно для ограничения броска тока в цепь якоря следует ввести добавочное сопротивление. Схема включения двигателя и соответствующие этому режиму механические характеристики изображены на рис. 3.2.5.
При изменении полярности напряжения на якоре, двигатель, работавший до этого со скоростью, соответствующей т. А, переходит в т. В для работы на искусственной характеристике, и тормозится на ее участке ВС. При ω=0 его нужно отключить от сети. Если требуется реверс и если момент двигателя в т. С больше МС, знак которого скачком изменится на противоположный, двигатель переходит в двигательный режим и разгоняется до скорости, соответствующей т. Д, где его момент станет равным МС.
|
|
|
Ток двигателя в этом тормозном режиме:
.
В наступившем двигательном режиме вместе с изменением направления вращения изменится направление и ЭДС двигателя, которая будет снова направлена встречно напряжении сети.
В режиме противовключения к двигателю со стороны сети подводится мощность 
, а со стороны механизма 
. Вся это мощность 
рассеивается в виде тепла в сопротивлениях якорной цепи. При таком преобразовании энергии КПД=0, т.к. полезно используемой энергии здесь нет.
Режим противовключения чаще всего применяется для реверсивных электроприводов, в которых торможение и пуск двигателя в обратном направлении представляет собой единый процесс. Этот способ обеспечивает интенсивное торможение до полной остановки механизма при сравнительно мало меняющемся тормозном моменте, но сопровождается значительным нагревом двигателя.
Динамическое торможение
Суть этого способа торможения заключается в том, что якорь двигателя отключается от сети и замыкается или накоротко, или на тормозное сопротивление, а обмотка возбуждения остается подключенной к сети, (рис. 3.2.6).
|
|
|
Вследствие того, что ЭДС двигателя по направлению остается такой же, как и до торможения, а напряжение к якорю не приложено, ток, текущий под действием этой ЭДС,
создает тормозной момент. Машина работает генератором. Кинетическая энергия, запасенная в двигателе и вращающихся частях проводимого им механизма, преобразуется в электрическую и рассеивается в форме тепла в сопротивлении якорной цепи. Как и в режиме противовключения понятие КПД здесь утрачивает смысл. Так как при динамическом торможении U=0, то 
также равна нулю и уравнение механической характеристики имеет вид:
Семейство механических характеристик, соответствующих различным сопротивлениям Rm , изображено на рис. 3.2.6. Все они проходят через начало координат. Наиболее интенсивное торможение получается при замыкании якоря накоротко. При этом характеристика динамического торможения будет параллельна естественной. Однако по условиям ограничения первоначального броска тока замыкание якоря накоротко допустимо только при переводе двигателя в тормозной режим при малых скоростях.
Обычно динамическое торможение осуществляется при Ф=Фн и широко применяется в электроприводах, где требуется точная остановка. Оно может быть использовано и для тормозного спуска груза.
С энергетической точки зрения динамическое торможение выгоднее противовключения, т.к. из сети энергия потребляется только обмоткой возбуждения. Оно обеспечивает плавность торможения, надежно, можно получить характеристики с малой крутизной. Недостатком является уменьшение тормозного момента двигателя по мере снижения скорости.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 723; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!