Динамическое торможение двигателя параллельного возбуждения

Способы торможения двигателей постоянного тока

Основные сведения

В электроприводах различают механическое и электрическое торможение.

Под механическим понимают торможение электропривода при помощи тормозных устройств, принцип действия которых основан на использовании трения.

Механическое торможение обеспечивает полную остановку электропривода и его фиксацию в заторможенном состоянии. Этот вид торможения применяется в судовых элек-

троприводах, работа которых связана с преодолением действия силы тяжести – грузоподъ-

ёмных и якорно-швартовных.

Под электрическим торможением понимают создание на валу электродвигателя электромагнитного момента, направленного навстречу вращению якоря (ротора). Для электрического торможения применяют специальные узлы в схемах управления электро-

приводами.

Как правило, электрическое торможение применяют не для полной остановки элект-

ропривода, а для предварительного уменьшения скорости до такой, при которой можно на-

чинать механическое торможение.

Например, существующие электромагнитные тормоза серий ДПМ постоянного то

ка и ТМТ переменного можно отключать при начальной скорости не более 750 об /мин.

Значит, в электроприводе 3-скоростной лебёдки со скоростями 3000, 1500 и 750 об / мин нельзя начинать торможение со скоростей 3000 и 1500 об / мин, иначе на валу двигателя возникнут большие динамические усилия, которые могут повредить двигатель, передачу и сам механизм. Кроме того, из-за увеличенного трения тормоз будет перегре

ваться и быстро изнашиваться.

Электрическое торможение применяют, в основном, в электроприводах судовых грузоподъемных механизмов, работающих с частыми пусками и остановками.

Различают 4 вида электрического торможения:

1. динамическое;

2. рекуперативное;

3. торможение противовключением при активном статическом моменте;

4. торможение противовключением при реактивном статическом моменте.

На судах из перечисленных видов торможения, в основном, применяется динамиче

ское и рекуперативное.

Динамическое торможение двигателя параллельного возбуждения

В схеме динамического торможения (рис. 9.8, а) используются контакт КТ тор­мозного контактора контакт КЛ линейного. Эти контакты всегда находятся в противоположном состоянии: если замкнут контакт КЛ, разомкнут контакт КМ, и наоборот.

Рис. 9.8. Схема (а) и механические характеристики (б) при динамическом торможении двигателя постоянного тока

До начала торможения, при работе двигателя, контакт КЛ замкнут, контакт КТ разом

кнут. Двигатель подключен к сети и вращается со скоростью ω .

Ток в обмотке якоря

I = (U – E) / r ,

где: Е = k ω Ф - противоЭДС обмотки якоря, прямо пропорциональная скорости двигателя ω _.

Этот ток протекает через якорь в направлении слева направо (в соответствии с по

лярностью напряжения питающей сети).

Для торможения размыкают контакт КЛ и замыкают КТ. При размыкании контакта КЛ двигатель отключается от сети, поэтому напряжение на обмотке якоря U = 0.

При замыкании контакта КТ к обмотке якоря двигателя подключается тор­мозной токоограничивающий резистор r , причём обмотка якоря и резистор соединены последо-

вательно.

Ток в такой цепи определяется по закону Ома

I = (U – E) / (r + г ) = (0-Е)/ (r + г ) = - Е/(r + г ).

В этой формуле ток якоря имеет знак «минус», значит, направление тока в обмотке якоря изменилось на обратное - справа налево.

Изменение направления тока приводит к изменению знака электромагнитно­го момента двигателя М = k(- I )Ф <0, этот момент становится тормозным.

Двигатель переходит на искусственную тормозную характеристику во 2-м квадран-

те и постепенно уменьшает скорость. По мере уменьшения скорости уменьшается противо

ЭДС Е = k ωФ, ток якоря и электромагнитный момент.

В момент остановки якоря (точка 0 на механической характеристики) ско­рость

ω = 0, противоЭДС Е = 0, ток якоря I = 0 и электромагнитный момент двигателя М = 0.

При реактивном статическом моменте (насос, вентилятор) процесс тормо­жения закончится в точке 0.

При активном статическом моменте процесс может иметь продолжение, а именно: если в точке 0 двигатель не затормозить, он под действием груза реверсирует и станет раз

гоняться в обратном направлении до скорости ω .

Полярность противоЭДС изменится на обратную, т.к. Е = k(- ω)Ф <, поэтому

также на обратное изменится направление тока якоря

I = - (- Е) /(r + г ) = Е /(r + г ) > 0.

Поэтому изменится на обратный знак электромагнитного момента, т.е. он вновь стал вращающим, направленным на подъём. При этом двигатель работает в режиме тормоз

ного спуска, притормаживая груз и ограничивая скорость спуска груза значением скорости ω (точка А).

Особенности торможения:

1. простота торможения, т.к. для его получения нужен тормозной контактор КТ и тормозной резистор;

2. торможение позволяет полностью остановить якорь (т. «0» на рис. 9.8, б);

3. торможение широко применяется в электроприводах грузоподъемных механиз-

мов для предварительного сброса скорости перед срабатыванием основного, электромаг-

нитного тормоза, обеспечивающего полную остановку груза.