Динамическое торможение

В этом случае электрическая машина механическую энергию преобразовывает в электрическую и всю тратит на потери в силовой цепи. Энергию из сети электрическая машина практически не получает. Баланс мощностей в этом случае выражается следующим образом:

 

.

 

Для осуществления динамического торможения якорь двигателя постоянного тока с независимым возбуждением отключают от сети и замыкают на дополнительное сопротивление, а обмотка возбуждения остается подключенной к источнику. Сопротивление, на которое замыкают обмотку якоря, носит название сопротивление динамического торможения.

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

 

, (3)

 

где R_Я – сопротивление якорной цепи для нагретого состояния, Ом;

R_ДТ – сопротивление динамического торможения, 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 динамического торможения имеет вид:

 

. (4)

 

Статические характеристики в режиме динамического торможения располагаются во II и IV квадрантах плоскости {w,М} и так как U_Я = 0, проходят через начало координат (см. рисунок 10).

 

Рисунок 10 – Статические характеристики ДПТ НВ

в режиме динамического торможения

При динамическом торможении для ограничения тормозных токов якорь двигателя постоянного тока после отключения от сети замыкают на сопротивление. Это сопротивление носит название – сопротивление динамического торможения.

Зная величину допустимого тока I_ДОП, можно определить величину сопротивления динамического торможения:

 

, (5)

 

где Е_НАЧ – начальное значение ЭДС двигателя при торможении;

w_НАЧ – начальная скорость торможения.

 

Пусть двигатель постоянного тока с независимым возбуждением работает в двигательном режиме работы на характеристике 1 с моментом нагрузки на валу равном М_С (см. рисунок 10). При этом установившая скорость равна w_НАЧ. При отключении якоря от сети и замыканием его на сопротивление R_ДТ1 двигатель постоянного тока перейдет работать с характеристики 1 на характеристику 2. Точка пересечения характеристики 2 и линии угловой скорости w_НАЧ определяет начальный тормозной момент. Пока угловая скорость якоря будет уменьшаться до нуля ДПТ НВ будет работать в режиме динамического торможения, во II квадранте плоскости {w,М}.

Если изменить величину сопротивления динамического торможения, то и изменится значение начального тормозного момента. С увеличением сопротивления динамического торможения величина тормозного момента уменьшается. На рисунке 9 приведены две статические механические характеристики двигателя постоянного тока с независимым возбуждением в режиме динамического торможения 2 и 3 (R_ДТ1> R_ДТ2).

Величину тормозного момента в режиме динамического торможения можно изменять и изменяя величину потока двигателя при неизменном сопротивлении динамического торможения.

Следует отметить, что при одинаковых начальных значениях скорости и момента потери энергии в режиме динамического торможения меньше, чем в режиме торможения противовключением, так как в первом случае нет потребления электрической энергии из сети. Но в отличие от режима торможения противовключением динамическое торможение при снижении угловой скорости становится малоэффективным в связи со снижением тормозного момента двигателя.

Контрольные вопросы

 

1. Что показывает статическая механическая характеристика двигателя постоянного тока с независимым возбуждением?

2. Какие способы торможения для двигателя постоянного тока с независимым возбуждением вам известны. Охарактеризуйте их достоинства и недостатки.

3. В чем заключается динамическое торможение для двигателя постоянного тока с независимым возбуждением?

4. Как изменится механическая и электромеханическая характеристика двигателя постоянного тока с независимым возбуждением при увеличении сопротивления динамического торможения в два раза?

5. В каких квадрантах плоскости {w, М} изображают статические характеристики в тормозных режимах работы (генераторное торможение, торможение противовключением, динамическое торможение)? Начертить эти характеристики.

6. С какой целью при динамическом торможении в цепь якоря вводят дополнительное сопротивление – сопротивление динамического торможения?

7. Пояснить работу универсального лабораторного стенда при работе исследуемого двигателя в режиме торможения противовключением.

8. С какой целью в цепь якоря вводят дополнительное сопротивление при торможении двигателя противовключением?

9. Как определить требуемое сопротивление, включаемое в цепь якоря, при торможении противовключением, чтобы обеспечить заданный начальный тормозной момент?

10. В каких случаях возможно генераторное (рекуперативное) торможение. Пояснить работу универсального лабораторного стенда при работе исследуемого двигателя в режиме генераторного торможения.

11. Поясните, как создается тормозной момент в режиме динамического торможения двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.

12. Пояснить процессы преобразования энергии в электромашинном агрегате при работе исследуемого двигателя в режиме генераторного торможения.

 

Рекомендуемая литература

1. Москаленко В.В. Автоматизированный электропривод: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 416 с.: ил.

 

2. Основы автоматизированного электропривода: Учеб. пособие для вузов/ М.Г. Чиликин, М.М. Соколов, В.М. Терехов, А.В. Шинянский. – М.: Энергия, 1974. – 568с.: ил.

 

3. Чиликин М.Г. Теория автоматизированного электропривода: Учеб. пособие для вузов / Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С. – М.: Энергия, 1979. – 616с.: ил.