Торможение противовключением ДПТ.

Режим противовключения может быть получен двумя способами. Рассмотрим эти способы. Предположим, что электродвигатель работает при подъеме груза с моментом М_С1. Скорость подъема, в зависимости от сопротивления цепи якоря R₁ или R₂ соответственно ω₁ или ω₂. Увеличим момент до М_С2 при R=R₂. Получим режим стоянки под током ω=0. Если теперь увеличить момент нагрузки но М_С3, то двигатель начнет вращаться под действием момента груза в противоположную сторону. ЭДС якоря так же изменит свой знак и по направлению станет совпадать с направлением сети. Двигатель перейдет в генераторный, тормозной режим работы в последовательном соединении с напряжением сети.

Подобное торможение носит название торможение противовключением. Для него можно записать равенство

U = - E + I₃R₂ или U + E = I₃R₂

Работа на этой механической характеристике в зоне двигательного режима и противовключения описывает одно уравнение

Следует иметь в виду, что в режиме противовключения (в четвертом квадранте) скорость вращения отрицательна и двигатель, без переключений в схеме, под действием превосходящего статического момента переходит в тормозной режим.

Режим противовключения для механизмов с реактивным моментом может быть достигнут изменением полярности на зажимах якоря или обмотки возбуждения. При этом его момент изменит направление, двигатель перейдет в тормозной режим противотоком во втором квадранте до ω = 0. Если двигатель не отключать от сети, то под действием отрицательного момента он реверсируется и перейдет в двигательный режим с обратным направлением вращения в третьем квадранте.

Рисунок 2- Режим торможения противовключением

В режиме противотока тормозные моменты М_Т1 и М_Т2, развиваемые двигателем можно определить из следующих соотношений:

М_Т1 = - М₁= -СФI₂= - CФ(U+Е₁)/(R+R_П) = СФ(U+СФω_нач)/ (R+R_П)

М_Т2 = - М₂= -СФI₂= - CФU/(R+R_П)

Здесь R_п – сопротивление ступени противотока.

Электродинамическое торможение.

В этом режиме якорную цепь двигателя отключают от сети и замыкают ее на тормозное сопротивление. Электрическая машина работает генератором либо за счет кинетической энергии, запасенной во вращающихся частях самой машины и исполнительного механизма, либо за счет потенциальной энергии опускающегося груза. В обоих случаях, генерируемая энергия расходуется на нагревание обмоток якоря и тормозного сопротивления. Причиной, обуславливающей наличие тока, является ЭДС, величина и знак которой определяется магнитным потоком и скоростью вращения. При этом I = - E/R = -CФω/R , а уравнение механической характеристики

n = -RM/(CФ)² = -RM/k²

Рисунок 3 - Электродинамическое торможение

Тормозной момент М_Т зависит от скорости вращения и сопротивления якорной цепи.

М_Т= - М = - СФI_Т = - CФЕ/R = - CФ * СФω₁/R.

При реактивном моменте привод остановится ω = 0.

При активном моменте нагрузки двигатель реверсируется и будет вращаться в противоположную сторону под действием момента сопротивления.

Регулирование скорости двигателя постоянного тока независимого или параллельного возбуждения.

При изменении нагрузки на валу, двигатель переходит самостоятельно с одной скорости вращения на другую.

Однако изменение скорости двигателя под действием изменения нагрузки не является регулированием скорости.

Из уравнения механической характеристики ДПТ независимого возбуждения

ω = (U/CФ) – RM/( CФ)²

Можно регулировать его скорость следующими способами:

· Изменением сопротивления якорной цепи;

· Изменением магнитного потока;

· Изменением напряжения сети.

Регулирование скорости двигателя вниз от номинальной путем введения добавочных сопротивлений в цепь якоря обычно называют реостатным регулированием. Сущность его заключается в следующем

Рисунок 1- Схема ДПТ с добавочным сопротивлением в цепи якоря и его механические характеристики

Пусть двигатель работает на естественной характеристике в номинальном режиме со скоростью ω_Н развивая момент М_Н и потребляя ток I_H = (U – CФω_Н)/ R_Я.

При введении в цепь якоря добавочного сопротивления скорость двигателя из-за большой механической инерции в первый момент времени остается неизменной и ток скачком уменьшается до знака I₁.

I₁₌(U – CФω_Н)/ (R_Я+r_д1)

Так же скачком уменьшается момент двигателя до значения М₁ = СФI₁ и становится меньше М_Н. двигатель начнет затормаживаться, что вызывает уменьшение ЭДС якоря, а следовательно увеличение тока якоря и момента. При достижении скорости ω₁ электромагнитный момент возрастает до М_Н и снижение скорости прекратится.

Регулирование скорости всегда осуществляется при одинаковом значении момента нагрузки.

Выводы:

1) Такой способ регулирования скорости неэкономичен;

2) Уменьшается жесткость механических характеристик, а следовательно и диапазон регулирования;

3) Уменьшает КПД двигателя при увеличении добавочных сопротивлений;

4) Реостатное регулирование скорости осуществляется при условии М = const, Р = var;

5) Доступность и простота делает такой способ регулирования распространенным.

Регулирование скорости двигателя, изменение магнитного потока.

Рисунок 2- Схема ДПТ с добавочным сопротивлением в цепи возбуждения и его механические характеристики

При таком способе возможно только ослабление магнитного потока, т.е. Ф₂‹Ф₁‹Ф_н.

Процесс регулирования проходит следующим образом. При работе двигателя на естественной характеристики со скоростью ω₁ в якоре протекает ток

I_а1=(U-CФ_Н ω₁)/R_Я.

При введении добавочного сопротивления в цепь обмотки возбуждения магнитный поток скачком уменьшается до знака Ф₁. По инерции скорость двигателя в первый момент не изменяется, поэтому ток якоря так же скачком изменится до I_a1^’ (увеличится).

I_a^’ = U-CФ₁ ω₁/R_Я

В связи с этим момент в двигателе увеличится, появится ускоряющий динамический момент и двигатель разгонится до скорости ω₂.

Момент двигателя снова уменьшится до М_С, но при ω= ω₂ ток якоря будет увеличен

I_а2=М_С/ CФ₁ › I_a1.

Необходимо знать, при изменении магнитного потока изменяется велечина скорости идеального хода ω₀ = U/ CФ, а токи пуска (кз) при ω =0 на всех характеристиках одинаковы – они зависят только от сопротивлений якорной цепи и напряжения.

I_П = I_КЗ = U/R.

Регулирование скорости двигателя ослаблением магнитного потока осуществляется при постоянной мощности

Р = М ω = Р_Н / ω = P_H = const.

Регулирование скорости изменением подводимого напряжения.

Регулирование напряжения на двигателе может осуществляться или с помощью отдельного генератора (система Г-Д) или при помощи статического преобразователя (система ГП-Д). получается идеальное семейство механических характеристик параллельных друг другу с большим диапазоном регулирования скорости. При этом М = СФI = const.

Рисунок 3 - Регулировочные характеристики при изменении питающего напряжения

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: