Chế độ phanh động cơ kích thích song song

Chế độ phanh động cơ trong truyền động điện được sử dụng cùng với động cơ. Việc sử dụng động cơ điện làm phanh điện được sử dụng rộng rãi trong thực tế nhằm rút ngắn thời gian dừng và đảo chiều, giảm tốc độ quay, ngăn ngừa việc tăng quá mức tốc độ hành trình và trong một số trường hợp khác.

Hoạt động của động cơ điện như một phanh điện dựa trên nguyên tắc đảo ngược của máy điện, nghĩa là động cơ điện trong một số điều kiện nhất định sẽ chuyển sang chế độ máy phát.

Trong thực tế, ba chế độ được sử dụng để phanh:

1) máy phát điện (tái tạo) với năng lượng trở lại lưới điện,

2) điện động,

3) đối lập.

Khi xây dựng các đặc tính cơ học trong một hệ tọa độ vuông góc, điều quan trọng là xác định các dấu hiệu của mô-men xoắn và tốc độ quay của động cơ trong chế độ động cơ và phanh. Đối với điều này, chế độ động cơ thường được lấy làm chế độ chính, coi tốc độ quay và mô-men xoắn của động cơ ở chế độ này là dương.Về vấn đề này, các đặc tính n = f (M) của chế độ động cơ nằm ở góc phần tư thứ nhất (Hình 1). Vị trí của đặc tính cơ trong các chế độ hãm phụ thuộc vào dấu của mômen quay và tốc độ quay.

Cơm. 1… Sơ đồ đấu nối và đặc tính cơ của động cơ kích từ song song ở chế độ động cơ và phanh.

Chúng ta hãy xem xét các chế độ này và các phần tương ứng của các đặc tính cơ học của động cơ kích từ song song.

Sự đối lập.

Trạng thái của truyền động điện được xác định bởi tác động kết hợp của mômen động cơ Md và mômen tải tĩnh Mc. Ví dụ, tốc độ quay ổn định n1 khi nâng tải bằng tời, nó tương ứng với hoạt động của động cơ ở đặc tính tự nhiên (Hình 1 điểm A) khi Md = Ms. Nếu đưa thêm điện trở vào mạch phần ứng của động cơ, thì tốc độ quay sẽ giảm do chuyển sang đặc tính biến trở (điểm B tương ứng với tốc độ n2 và Md = Ms).

Việc tăng dần điện trở bổ sung trong mạch phần ứng của động cơ (ví dụ: đến giá trị tương ứng với phần n0Đặc tính C) trước tiên sẽ dẫn đến việc ngừng nâng tải, sau đó là thay đổi hướng quay , nghĩa là tải sẽ giảm (điểm C). Một chế độ như vậy được gọi là đối lập.

Ở chế độ ngược lại, mômen Md mang dấu dương. Dấu của tốc độ quay thay đổi và trở nên âm. Do đó, các đặc điểm cơ học của chế độ đối lập được tìm thấy trong góc phần tư thứ tư và bản thân chế độ này có tính tổng quát.Điều này xuất phát từ điều kiện được chấp nhận để xác định dấu của mô-men xoắn và tốc độ quay.

Thực tế công suất cơ học tỉ lệ thuận với tích n và M, ở chế độ động cơ nó mang dấu dương và có chiều từ động cơ đến máy công tác. Ở chế độ đối lập, do dấu âm của n và dấu dương của M nên tích của chúng sẽ âm, do đó công suất cơ học được truyền theo hướng ngược lại - từ máy làm việc đến động cơ (chế độ máy phát điện). Trong bộ lễ phục. 1 ký tự n và M ở chế độ động cơ và phanh được thể hiện bằng hình tròn, mũi tên.

Các phần của đặc tính cơ học tương ứng với chế độ đối lập là phần mở rộng tự nhiên của các đặc tính của chế độ động cơ từ góc phần tư thứ nhất đến góc phần tư thứ tư.

Từ ví dụ đã xem xét về việc chuyển động cơ sang chế độ ngược lại, có thể thấy rằng e. vân vân. c.động cơ, tùy thuộc vào tốc độ quay, đồng thời với tốc độ quay cuối cùng, khi vượt qua giá trị 0, đổi dấu và hoạt động theo điện áp nguồn: U = (-Д) +II amRtừ đâu I sáng II sáng = (U +E) / R

Để hạn chế dòng điện, một điện trở đáng kể, thường bằng hai lần điện trở khởi động, được đưa vào mạch phần ứng của động cơ. Điểm đặc biệt của chế độ đối lập là năng lượng cơ học từ phía trục và năng lượng điện từ mạng được cung cấp cho động cơ, và tất cả điều này được sử dụng để làm nóng phần ứng: Pm+Re = EI + UI = Аз2(Ри + AZext)

Chế độ ngược lại cũng có thể đạt được bằng cách chuyển đổi các cuộn dây theo chiều quay ngược lại, trong khi phần ứng tiếp tục quay theo cùng một hướng do dự trữ động năng (ví dụ: khi máy có mô men tĩnh phản kháng - quạt dừng lại).

Theo điều kiện được chấp nhận để đọc các ký hiệu n và M theo chế độ động cơ, khi chuyển động cơ sang chế độ quay ngược, chiều dương của các trục tọa độ sẽ thay đổi, nghĩa là chế độ động cơ lúc này sẽ ở góc phần tư thứ ba, và phe đối lập - trong lần thứ hai.

Do đó, nếu động cơ đang hoạt động ở chế độ động cơ tại điểm A, thì tại thời điểm chuyển đổi, khi tốc độ chưa thay đổi, nó sẽ có một đặc tính mới, trong góc phần tư thứ hai tại điểm D. Việc dừng sẽ xảy ra ở phía dưới. đặc tính DE (-n0) và nếu động cơ không tắt ở tốc độ t = 0, nó sẽ hoạt động trên đặc tính này tại điểm E, quay máy (quạt) theo hướng ngược lại với tốc độ -n4.

Chế độ phanh điện động

Phanh điện động có được bằng cách ngắt kết nối phần ứng của động cơ khỏi mạng và kết nối nó với một điện trở bên ngoài riêng biệt (Hình 1, góc phần tư thứ hai). Rõ ràng, chế độ này khác một chút so với hoạt động của máy phát điện một chiều kích thích độc lập. Làm việc theo đặc tính tự nhiên (trực tiếp n0) tương ứng với chế độ ngắn mạch, do dòng điện cao, phanh trong trường hợp này chỉ có thể thực hiện được ở tốc độ thấp.

Ở chế độ hãm điện động, phần ứng bị ngắt khỏi mạng U, do đó: U = 0; ω0 = U / c = 0

Phương trình đặc tính cơ có dạng: ω = (-RM)/c2 hay ω = (-Ri + Rext/9.55se2)M

Đặc tính cơ học của phanh điện động là thông qua nguồn, nghĩa là khi tốc độ giảm thì mô men phanh động cơ giảm.

Độ dốc của các đặc tính được xác định giống như ở chế độ động cơ, bằng giá trị của điện trở trong mạch phần ứng.Phanh điện động tiết kiệm hơn so với ngược lại, vì năng lượng mà động cơ tiêu thụ từ mạng chỉ được sử dụng để kích thích.

Độ lớn của dòng điện phần ứng và do đó mômen hãm phụ thuộc vào tốc độ quay và điện trở của mạch phần ứng: I = -E/ R = -sω /R

Chế độ máy phát điện với năng lượng trở lại lưới điện

Chế độ này chỉ thực hiện được khi chiều tác động của mômen tĩnh trùng với mômen động cơ. Dưới ảnh hưởng của hai mômen - mômen của động cơ và mômen của máy làm việc - tốc độ quay của ổ đĩa và e. vân vân. c. động cơ sẽ bắt đầu tăng, kết quả là dòng điện và mô-men xoắn của động cơ sẽ giảm: I = (U — E)/R= (U — сω)/R

Việc tăng thêm tốc độ trước tiên dẫn đến chế độ không tải lý tưởng khi U = E, I = 0 và n = n0, sau đó là khi e, v.v. c. động cơ sẽ trở nên lớn hơn điện áp đặt vào, động cơ sẽ chuyển sang chế độ máy phát, nghĩa là nó sẽ bắt đầu cung cấp năng lượng cho mạng.

Các đặc tính cơ học trong chế độ này là phần mở rộng tự nhiên của các đặc tính chế độ động cơ và được tìm thấy trong góc phần tư thứ hai. Chiều của tốc độ quay không đổi và vẫn dương như cũ còn momen có dấu âm. Trong phương trình đặc tính cơ của chế độ máy phát có năng lượng trở lại mạng, dấu của mômen sẽ thay đổi, do đó nó sẽ có dạng: ω = ωo + (R / c2) M. hoặc ω = ωo + (R /9,55°Cd3)M.

Trong thực tế, chế độ phanh tái tạo chỉ được sử dụng ở tốc độ cao trong các truyền động có khả năng xảy ra mômen tĩnh, ví dụ như khi hạ tải ở tốc độ cao.