Režimy brzdenia motora s paralelným budením

Režim brzdenia motorom v elektrickom pohone sa používa spolu s motorom. Využitie elektromotora ako elektrickej brzdy je v praxi široko používané na skrátenie času zastavenia a cúvania, zníženie otáčok, zamedzenie nadmerného zvyšovania pojazdovej rýchlosti a v mnohých ďalších prípadoch.

Činnosť elektromotora ako elektrickej brzdy je založená na princípe reverzibility elektrických strojov, to znamená, že elektromotor sa za určitých podmienok prepne do režimu generátora.

V praxi sa na brzdenie používajú tri režimy:

1) generátor (regeneračný) s návratom energie do siete,

2) elektrodynamické,

3) opozícia.

Pri konštrukcii mechanických charakteristík v pravouhlom súradnicovom systéme je dôležité určiť znaky krútiaceho momentu motora a rýchlosti otáčania v režime motora a brzdenia. Na tento účel sa režim motora zvyčajne považuje za hlavný, pričom rýchlosť otáčania a krútiaci moment motora v tomto režime považujeme za pozitívne.V tomto smere sú charakteristiky n = f (M) režimu motora umiestnené v prvom kvadrante (obr. 1). Umiestnenie mechanických charakteristík v režimoch brzdenia závisí od znakov krútiaceho momentu a rýchlosti otáčania.

Ryža. 1… Schémy zapojenia a mechanické charakteristiky motora s paralelným budením v režime motora a brzdy.

Uvažujme tieto režimy a zodpovedajúce časti mechanických charakteristík motora s paralelným budením.

opozícia.

Stav elektrického pohonu je určený kombinovaným pôsobením krútiaceho momentu motora Md a statického zaťažovacieho momentu Mc. Napríklad ustálená rýchlosť otáčania n1 pri zdvíhaní bremena navijakom zodpovedá chodu motora v prirodzenej charakteristike (obr.1 bod A), keď Md = Ms. Ak sa do obvodu kotvy motora zavedie dodatočný odpor, potom sa rýchlosť otáčania zníži v dôsledku prechodu na charakteristiku reostatu (bod B zodpovedajúci rýchlosti n2 a Md = Ms).

Ďalšie postupné zvyšovanie prídavného odporu v obvode kotvy motora (napríklad na hodnotu zodpovedajúcu časti n0Charakteristika C) povedie najskôr k zastaveniu zdvíhania bremena a potom k zmene smeru otáčania. , to znamená, že záťaž spadne (bod C). Takýto režim sa nazýva opozícia.

V opačnom režime má moment Md kladné znamienko. Znamienko rýchlosti otáčania sa zmenilo a stalo sa záporným. Preto sa mechanické charakteristiky opozičného módu nachádzajú v štvrtom kvadrante a samotný mód je generatívny.Vyplýva to z prijatej podmienky na určenie znakov krútiaceho momentu a otáčok.

V skutočnosti je mechanický výkon úmerný súčinu n a M, v motorickom režime má kladné znamienko a smeruje od motora k pracovnému stroju. V opozičnom režime bude ich súčin v dôsledku záporného znamienka n a kladného znamienka M záporný, preto sa mechanická sila prenáša v opačnom smere - z pracovného stroja na motor (režim generátora). Na obr. 1 znaky n a M v režime motora a brzdy sú zobrazené v krúžkoch, šípkach.

Úseky mechanickej charakteristiky zodpovedajúce opozičnému režimu sú prirodzeným rozšírením charakteristík motorického režimu z prvého do štvrtého kvadrantu.

Z uvažovaného príkladu prepnutia motora do opačného režimu je vidieť, že napr. atď. c) motor v závislosti od rýchlosti otáčania súčasne s posledným pri prekročení nulovej hodnoty zmení znamienko a pôsobí v súlade so sieťovým napätím: U = (-Д) +II amRodkiaľ I som II som = (U + E) / R

Na obmedzenie prúdu je v obvode kotvy motora zahrnutý významný odpor, ktorý sa zvyčajne rovná dvojnásobku počiatočného odporu. Zvláštnosťou opozičného režimu je, že mechanická energia zo strany hriadeľa a elektrická energia zo siete sú dodávané do motora a to všetko sa vynakladá na ohrev kotvy: Pm+Re = EI + UI = Аз2(Ри + AZext)

Opačný režim možno získať aj prepnutím vinutia v opačnom smere otáčania, pričom kotva sa z dôvodu rezervy kinetickej energie naďalej otáča rovnakým smerom (napr. keď stroj s reaktívnym statickým momentom - ventilátor zastávky).

V súlade s prijatou podmienkou pre čítanie znakov n a M podľa režimu motora by sa pri prepnutí motora na spätné otáčanie mali zmeniť kladné smery súradnicových osí, to znamená, že režim motora bude teraz v treťom kvadrante, a opozícia - v druhom.

Ak teda motor pracoval v motorovom režime v bode A, tak v momente prepnutia, keď sa otáčky ešte nezmenili, bude s novou charakteristikou v druhom kvadrante v bode D. Zastavenie nastane dole po charakteristika DE (-n0), a ak motor nie je vypnutý pri otáčkach t = 0, bude pracovať na tejto charakteristike v bode E, otáčajúc stroj (ventilátor) v opačnom smere rýchlosťou -n4.

Režim elektrodynamického brzdenia

Elektrodynamické brzdenie sa dosiahne odpojením kotvy motora od siete a jej pripojením na samostatný vonkajší odpor (obr. 1, druhý kvadrant). Je zrejmé, že tento režim sa len málo líši od činnosti nezávisle budeného generátora jednosmerného prúdu. Práca na prirodzenej charakteristike (priamy n0) zodpovedá skratovému režimu, kvôli vysokým prúdom je brzdenie v tomto prípade možné iba pri nízkych rýchlostiach.

V režime elektrodynamického brzdenia je kotva odpojená od siete U, preto: U = 0; co0 = U/c = 0

Rovnica mechanických charakteristík má tvar: ω = (-RM) / c2 alebo ω = (-Ri + Rext / 9,55se2) M

Mechanické charakteristiky elektrodynamického brzdenia sú cez zdroj, čo znamená, že so znižovaním otáčok klesá brzdný moment motora.

Strmosť charakteristík je určená rovnako ako v režime motora, hodnotou odporu v obvode kotvy.Elektrodynamické brzdenie je hospodárnejšie ako naopak, pretože energia spotrebovaná motorom zo siete sa vynakladá iba na budenie.

Veľkosť prúdu kotvy a tým aj brzdného momentu závisí od rýchlosti otáčania a odporu obvodu kotvy: I = -E/ R = -sω /R

Režim generátora s návratom energie do siete

Tento režim je možný len vtedy, keď sa smer pôsobenia statického krútiaceho momentu zhoduje s krútiacim momentom motora. Pod vplyvom dvoch momentov — krútiaceho momentu motora a krútiaceho momentu pracovného stroja — sa otáčky pohonu a e. atď. c) motor sa začne zvyšovať, v dôsledku čoho sa zníži prúd motora a krútiaci moment: I = (U – E)/R= (U – сω)/R

Ďalšie zvýšenie rýchlosti najskôr vedie k ideálnemu režimu voľnobehu, keď U = E, I = 0 an = n0, a potom, keď e atď. c) motor bude vyšší ako aplikované napätie, motor prejde do režimu generátora, to znamená, že začne dodávať energiu do siete.

Mechanické charakteristiky v tomto režime sú prirodzeným rozšírením charakteristík režimu motora a nachádzajú sa v druhom kvadrante. Smer rýchlosti otáčania sa nezmenil a zostáva kladný ako predtým a moment má záporné znamienko. V rovnici mechanických charakteristík režimu generátora s návratom energie do siete sa bude meniť znamienko momentu, preto bude mať tvar: ω = ωo + (R / c2) M. alebo ω = ωo + (R/9,55 °Cd3) M.

V praxi sa režim rekuperačného brzdenia používa iba pri vysokých rýchlostiach pri pohonoch s potenciálnymi statickými momentmi, napríklad pri spúšťaní nákladu pri vysokej rýchlosti.