Režimy brzdění motoru s paralelním buzením

Spolu s motorem se používá režim brzdění motorem v elektrickém pohonu. Využití elektromotoru jako elektrické brzdy je v praxi hojně využíváno pro zkrácení doby zastavení a couvání, snížení rychlosti otáčení, zamezení nadměrného zvyšování pojezdové rychlosti a v řadě dalších případů.

Činnost elektromotoru jako elektrické brzdy je založena na principu reverzibility elektrických strojů, to znamená, že elektromotor se za určitých podmínek přepne do generátorového režimu.

V praxi se pro brzdění používají tři režimy:

1) generátor (regenerační) s návratem energie do sítě,

2) elektrodynamické,

3) opozice.

Při konstrukci mechanických charakteristik v pravoúhlém souřadnicovém systému je důležité určit znaménka točivého momentu motoru a rychlosti otáčení v režimu motoru a brzdění. K tomu je režim motoru obvykle brán jako hlavní, přičemž rychlost otáčení a moment motoru v tomto režimu jsou považovány za pozitivní.V tomto ohledu jsou charakteristiky n = f (M) režimu motoru umístěny v prvním kvadrantu (obr. 1). Umístění mechanických charakteristik v brzdných režimech závisí na znacích točivého momentu a rychlosti otáčení.

Rýže. 1… Schémata zapojení a mechanické charakteristiky paralelně buzeného motoru v režimu motoru a brzdy.

Uvažujme tyto režimy a odpovídající části mechanických charakteristik motoru s paralelním buzením.

opozice.

Stav elektrického pohonu je dán kombinovaným působením momentu motoru Md a statického zatěžovacího momentu Mc. Například ustálená rychlost otáčení n1 při zvedání břemene navijákem odpovídá chodu motoru v přirozené charakteristice (obr.1 bod A), když Md = Ms. Pokud se do obvodu kotvy motoru zavede dodatečný odpor, pak se otáčky sníží v důsledku přechodu na charakteristiku reostatu (bod B odpovídající otáčkám n2 a Md = Ms).

Další postupné zvyšování přídavného odporu v obvodu kotvy motoru (např. na hodnotu odpovídající sekci n0Charakteristika C) povede nejprve k zastavení zvedání břemene a následně ke změně směru otáčení. , to znamená, že zátěž spadne (bod C). Takový režim se nazývá opozice.

V opačném režimu má okamžik Md kladné znaménko. Znaménko rychlosti otáčení se změnilo a stalo se záporným. Mechanické charakteristiky opozičního módu se tedy nacházejí ve čtvrtém kvadrantu a samotný mód je generativní.Vyplývá to z přijaté podmínky pro stanovení znaků točivého momentu a otáček.

Ve skutečnosti je mechanický výkon úměrný součinu n a M, v motorovém režimu má kladné znaménko a směřuje od motoru k pracovnímu stroji. V opozičním režimu bude díky zápornému znaménku n a kladnému znaménku M jejich součin záporný, proto se mechanická síla přenáší v opačném směru — z pracovního stroje na motor (generátorový mód). Na Obr. 1 znaky n a M v režimu motoru a brzdy jsou zobrazeny v kruzích, šipkami.

Úseky mechanické charakteristiky odpovídající opozičnímu režimu jsou přirozeným rozšířením charakteristik motorického režimu z prvního do čtvrtého kvadrantu.

Z uvažovaného příkladu přepnutí motoru do opačného režimu je vidět, že např. atd. c. motor v závislosti na rychlosti otáčení současně s posledním při překročení nulové hodnoty změní znaménko a působí v souladu se síťovým napětím: U = (-Д) +II amRodkud I am II am = (U + E) / R

Pro omezení proudu je v obvodu kotvy motoru zahrnut významný odpor, který se obvykle rovná dvojnásobku rozběhového odporu. Zvláštností opozičního režimu je, že mechanická energie ze strany hřídele a elektrická energie ze sítě jsou dodávány do motoru a to vše je vynaloženo na ohřev kotvy: Pm+Re = EI + UI = Аз2(Ри + AZext)

Opačný režim lze získat i přepnutím vinutí v opačném směru otáčení, přičemž kotva se z důvodu rezervy kinetické energie dále otáčí ve stejném směru (např. když stroj s jalovým statickým momentem - ventilátor zastávky).

V souladu s přijatou podmínkou pro čtení znaků n a M podle režimu motoru by se při přepnutí motoru do zpětného chodu měly změnit kladné směry souřadnicových os, to znamená, že režim motoru bude nyní ve třetím kvadrantu, a opozice - ve druhém.

Pokud tedy motor pracoval v motorovém režimu v bodě A, pak v okamžiku přepnutí, kdy se otáčky ještě nezměnily, bude s novou charakteristikou ve druhém kvadrantu v bodě D. K zastavení dojde dolů po charakteristika DE (-n0), a pokud se motor nevypne při otáčkách t = 0, bude pracovat na této charakteristice v bodě E, přičemž bude stroj (ventilátor) otáčet v opačném směru rychlostí -n4.

Režim elektrodynamického brzdění

Elektrodynamické brzdění se dosáhne odpojením kotvy motoru od sítě a jejím připojením k samostatnému externímu odporu (obr. 1, druhý kvadrant). Je zřejmé, že tento režim se jen málo liší od činnosti nezávisle buzeného DC generátoru. Práce na přirozené charakteristice (přímé n0) odpovídá zkratovému režimu, kvůli vysokým proudům je v tomto případě brzdění možné pouze při nízkých rychlostech.

V režimu elektrodynamického brzdění je kotva odpojena od sítě U, proto: U = 0; co0 = U / c = 0

Rovnice mechanických charakteristik má tvar: ω = (-RM) / c2 nebo ω = (-Ri + Rext / 9,55se2) M

Mechanické charakteristiky elektrodynamického brzdění jsou přes zdroj, to znamená, že s klesajícími otáčkami klesá brzdný moment motoru.

Strmost charakteristik je určena stejně jako v motorickém režimu, hodnotou odporu v obvodu kotvy.Elektrodynamické brzdění je ekonomičtější než naopak, protože energie spotřebovaná motorem ze sítě je vynaložena pouze na buzení.

Velikost proudu kotvou a tím i brzdný moment závisí na rychlosti otáčení a odporu obvodu kotvy: I = -E/ R = -sω /R

Režim generátoru s návratem energie do sítě

Tento režim je možný pouze tehdy, když se směr působení statického momentu shoduje s momentem motoru. Vlivem dvou momentů — krouticího momentu motoru a krouticího momentu pracovního stroje — se otáčky pohonu a e. atd. c. motor se začne zvyšovat, v důsledku toho se sníží proud motoru a točivý moment: I = (U — E)/R= (U — сω)/R

Další zvýšení rychlosti nejprve vede k ideálnímu volnoběhu, když U = E, I = 0 an = n0, a poté, když e atd. c. motor bude vyšší než aplikované napětí, motor přejde do režimu generátoru, to znamená, že začne dodávat energii do sítě.

Mechanické charakteristiky v tomto režimu jsou přirozeným rozšířením charakteristik režimu motoru a nacházejí se ve druhém kvadrantu. Směr rychlosti otáčení se nezměnil a zůstává kladný jako dříve a moment má záporné znaménko. V rovnici mechanických charakteristik režimu generátoru s návratem energie do sítě se bude měnit znaménko momentu, proto bude mít tvar: ω = ωo + (R / c2) M. nebo ω = ωo + (R/9,55 °Cd3) M.

V praxi se režim rekuperačního brzdění používá pouze při vysokých rychlostech u pohonů s potenciálními statickými momenty, například při spouštění nákladu při vysoké rychlosti.