Рекуперативное (генераторное) торможение

В этом случае механическая энергия преобразовывается в электрическую. Преобразованная электрическая энергия за вычетом потерь отдается электрической машиной в сеть. Баланс мощностей в этом случае выражается следующим образом:

 

,

 

где Р_М – механическая мощность на валу двигателя;

Р_Э – электрическая мощность, поступающая в сеть;

DР – результирующая мощность потерь в силовых цепях двигателя.

 

Переход из двигательного режима работы в режим рекуперативного торможения возможен при повышении угловой скорости двигателя свыше скорости идеального холостого хода. При этом ЭДС двигателя становится больше напряжения приложенного к якорю двигателя.

Выражение статической электромеханической характеристики ДПТ НВ w=f(Iя) для режима рекуперативного торможения имеет вид:

 

, (1)

 

где U_Я – напряжение на якоре, В;

R_Я – сопротивление якорной цепи для нагретого состояния, Ом;

I_Я – ток якорной цепи, А;

k – конструктивный коэффициент двигателя;

Ф – полезный поток, Вб,

k×Ф – коэффициент ЭДС и момента (электромагнитного); при номинальном и неизменном потоке возбуждения (k×Ф_НОМ = С_НОМ).

Выражение статической механической характеристики ДПТ НВ w=f(М) для режима рекуперативного торможения имеет вид:

 

. (2)

 

Следует помнить, что тормозной момент, развиваемый электрической машиной в режиме рекуперативного торможения, имеет отрицательный знак. Статические механические характеристики в режиме рекуперативного торможения располагаются во II и IV квадрантах плоскости {w,М} (см. рисунок 8).

 

Рисунок 8 – Статические характеристики ДПТ НВ

в режиме рекуперативного торможения

 

Факт получения тормозного момента в ДПТ НВ с одновременной отдачей им энергии в сеть позволяет считать данный режим торможения как экономичный.

На практике для получения рекуперативного торможения прибегают к ступенчатому уменьшению напряжения, подведенного к обмотке якоря. При этом за счет механической инерционности угловая скорость якоря в начальный момент торможения будет больше угловой скорости идеального холостого хода, которая определяется величиной подведенного к обмотке якоря напряжения.

Пусть двигатель постоянного тока с независимым возбуждением работает в двигательном режиме работы на характеристике 1 с моментом нагрузки на валу равном М_С. При этом установившая скорость равна w_С. При ступенчатом уменьшении напряжения, подведенного к обмотке якоря, установившийся режим работы ДПТ НВ будет уже описываться характеристикой 2. Пока угловая скорость якоря ДПТ НВ будет больше угловой скорости идеального холостого хода w₀^`, которая уже определяется другим (меньшим) напряжением на якоре, ДПТ НВ будет работать в режиме рекуперативного торможения, во II квадранте плоскости {w,М}. После окончания переходного процесса ДПТ НВ продолжит работать в установившемся режиме работы на характеристике 2 в точке пересечения статической характеристики 2 и момента нагрузки M_C.