Расчёт тормозного сопротивления

В электроприводах по системе «ПЧ-АД» используются ПЧ, имеющие тормозной прерыватель и тормозное сопротивление, и без них. Выбор того или иного варианта ПЧ зависит от необходимости использования режима динамического торможения АД_к.з.р для обеспечения заданного значения времени торможения t_тор.

Для обеспечения режима динамического торможения ДПТ после подачи команды “стоп” необходимо якорь двигателя замкнуть на тормозное сопротивление R _т.

При этом, машина постоянного тока переходит в генераторный режим, кинетическая энергия, запасенная рабочей машиной преобразуется в электрическую, которая в свою очередь преобразуется в тепловую. Тормозное сопротивление должно обеспечить полную остановку ЭП при комбинированном торможении, т.е. при совместном действии электрического (динамического) и электромеханического торможения за установленное время t _тор = 1сек.

Уравнение электрического равновесия машины постоянного тока в режиме динамического торможения имеет вид:

 

,

где w – скорость вращения ДПТ в момент переключения в режим торможения;

С – постоянная ДПТ.

Среднее значение тормозного электрического момента М _{т .эл.ср.} определим из выражения для времени торможения:

,

где J – общий момент инерции электропривода, приведенный к валу двигателя:

 кг·м²

М _{т .мех.ср}. – среднее значение тормозного момента электромеханического тормозного устройства:

Н·м

М_с.ср. – среднее значение момента сопротивления машины, приведенное к валу двигателя:

М_с.о. – момент сопротивления, приведенный к валу двигателя машины при w = 0:

Н·м

М_{с.н .} – момент сопротивления, приведенный к валу двигателя машины при w = w_{н .}:

 Н·м

Тогда

 Н·м

Следовательно, среднее значение тормозного момента режима динамического торможения ДПТ:

 Н·м

Т.к. >0, необходимо использовать ПЧ с прерывателем и тормозным резистором.

Рис.4.1 Схема преобразователя частоты с прерывателем и тормозным резистором

Т.к. максимальная мощность применяемого двигателя равна 1,5 кВт, то выбираем модель Е1-9011-002-Н из спецификации данного преобразователя.

Цепь динамического торможения АД питается от звена постоянного тока (ЗПТ) ПЧ, U_ЗПТ=540В.

При тормозном токе (подмагничивания): I_Т = 2 · I_Н = 2 · 4.7 = 9.4 (А)

где I_Н – номинальный ток статора АД.

Максимальный тормозной момент равен М_{т.эл.макс} = М_К, а среднее значение М_{т.эл.макс} = 0.3 · М_К

 Н·м

→  Н·м

Определим требуемое значение тормозного тока для обеспечения М_{т.эл.макс} (расчетного):

(А)

Сопротивление тормозного резистора R _т будет равно:

(Ом)

Мощность тормозного резистора R _т:

(Вт)

Для построения механической характеристики режима динамического торможения необходимо вычислить тормозной начальный момент:

Н·м

Время свободного выбега электропривода, это время, за которое скорость двигателя уменьшится до нуля под действием собственного момента сопротивления машины:

с

На рис. 4.1 показана механическая характеристика режима динамического торможения ДПТ.