Parallella magnetiseringsmotorbromslägen

Motorbromsläget i den elektriska drivningen används tillsammans med motorn. Användningen av en elmotor som elektrisk broms används ofta i praktiken för att förkorta tiden för stopp och backning, minska rotationshastigheten, förhindra alltför kraftig ökning av körhastigheten och i ett antal andra fall.

Driften av elmotorn som en elektrisk broms är baserad på principen om reversibilitet för elektriska maskiner, det vill säga att elmotorn under vissa förhållanden växlar till generatorläge.

I praktiken används tre lägen för bromsning:

1) generator (regenerativ) med energiåterföring till nätet,

2) elektrodynamisk,

3) opposition.

Vid konstruktion av mekaniska egenskaper i ett rektangulärt koordinatsystem är det viktigt att bestämma tecknen på motorns vridmoment och rotationshastighet i motor- och bromslägena. För detta tas motorläget vanligtvis som det huvudsakliga, eftersom motorns rotationshastighet och vridmoment i detta läge betraktas som positivt.I detta avseende är egenskaperna n = f (M) för motorläget placerade i den första kvadranten (fig. 1). Placeringen av de mekaniska egenskaperna i bromslägena beror på tecknen på vridmomentet och rotationshastigheten.

Ris. 1... Anslutningsscheman och mekaniska egenskaper för en parallellt exciterad motor i motor- och bromslägen.

Låt oss överväga dessa lägen och motsvarande sektioner av de mekaniska egenskaperna hos parallellexcitationsmotorn.

Opposition.

Den elektriska drivningens tillstånd bestäms av den kombinerade verkan av motorvridmomentet Md och det statiska belastningsmomentet Mc. Till exempel, den stationära rotationshastigheten n1 när man lyfter en last med en vinsch, den motsvarar motorns drift i en naturlig karakteristik (Fig.1 punkt A) när Md = Ms. Om ytterligare motstånd införs i motorns ankarkrets, kommer rotationshastigheten att minska på grund av övergången till reostatkarakteristiken (punkt B som motsvarar hastighet n2 och Md = Ms).

En ytterligare gradvis ökning av det extra motståndet i motorns ankarkrets (till exempel till ett värde som motsvarar avsnittet n0Karakteristika C) kommer först att leda till att lasten upphör och sedan till en förändring av rotationsriktningen , det vill säga lasten kommer att falla (punkt C). En sådan regim kallas opposition.

I det motsatta läget har ögonblicket Md ett positivt tecken. Tecknet på rotationshastigheten ändrades och blev negativ. Därför återfinns de mekaniska egenskaperna hos oppositionsmoden i den fjärde kvadranten, och själva moden är generativ.Detta följer av det accepterade villkoret för bestämning av tecknen på vridmoment och rotationshastighet.

Faktum är att den mekaniska kraften är proportionell mot produkten n och M, i motorläge har den ett positivt tecken och riktas från motorn till arbetsmaskinen. I oppositionsläget, på grund av det negativa tecknet på n och det positiva tecknet på M, kommer deras produkt att vara negativ, därför överförs mekanisk kraft i motsatt riktning - från arbetsmaskinen till motorn (generatorläge). I fig. 1 tecken n och M i motor- och bromslägen visas i cirklar, pilar.

De sektioner av den mekaniska karakteristiken som motsvarar den oppositionella moden är en naturlig förlängning av egenskaperna hos motormoden från den första till den fjärde kvadranten.

Från det övervägda exemplet med att växla motorn till motsatt läge, kan det ses att t.ex. etc. c. motorn, beroende på rotationshastigheten, samtidigt som den sista, när den passerar nollvärdet, ändrar tecknet och agerar i enlighet med nätspänningen: U = (-Д) +II amRfrån där I am II am = (U +E) / R

För att begränsa strömmen ingår ett betydande motstånd, vanligtvis lika med två gånger startmotståndet, i motorns ankarkrets. Det speciella med oppositionsläget är att den mekaniska kraften från axelsidan och den elektriska energin från nätverket tillförs motorn, och allt detta spenderas på att värma ankaret: Pm+Re = EI + UI = Аз2(Ри + AZext)

Det motsatta läget kan också erhållas genom att växla lindningarna i motsatt rotationsriktning, medan ankaret fortsätter att rotera i samma riktning på grund av reserven av kinetisk energi (till exempel när maskinen med ett reaktivt statiskt moment - fläkten stannar).

I enlighet med det accepterade villkoret för att läsa tecken n och M enligt motorläget, när motorn växlas till omvänd rotation, bör de positiva riktningarna för koordinataxlarna ändras, det vill säga motorläget kommer nu att vara i den tredje kvadranten, och oppositionen - i den andra.

Således, om motorn arbetade i motorläge vid punkt A, kommer den vid växlingsögonblicket, när hastigheten ännu inte har ändrats, att ha en ny karakteristik, i den andra kvadranten vid punkt D. Stopp kommer att ske nedåt karakteristik DE (-n0), och om motorn inte stängs av vid varvtal t = 0, kommer den att arbeta på denna egenskap vid punkt E, rotera maskinen (fläkt) i motsatt riktning vid hastighet -n4.

Elektrodynamiskt bromsläge

Elektrodynamisk bromsning erhålls genom att koppla bort motorankaret från nätverket och ansluta det till ett separat externt motstånd (Fig. 1, andra kvadrant). Uppenbarligen skiljer sig detta läge lite från driften av en oberoende exciterad DC-generator. Arbete med en naturlig karakteristik (direkt n0) motsvarar kortslutningsläget, på grund av höga strömmar är bromsning i detta fall endast möjlig vid låga hastigheter.

I det elektrodynamiska bromsläget är ankaret bortkopplat från U-nätverket, därför: U = 0; ω0 = U/c = 0

Ekvationen för mekaniska egenskaper har formen: ω = (-RM) / c2 eller ω = (-Ri + Rext / 9.55se2) M

De mekaniska egenskaperna hos elektrodynamisk bromsning är genom källan, vilket innebär att när hastigheten minskar, minskar motorns bromsmoment.

Karakteristikernas lutning bestäms på samma sätt som i motorläget, av värdet på motståndet i ankarkretsen.Elektrodynamisk bromsning är mer ekonomisk än motsatsen, eftersom energin som förbrukas av motorn från nätverket endast spenderas på excitation.

Storleken på ankarströmmen och därför bromsmomentet beror på rotationshastigheten och motståndet hos ankarkretsen: I = -E/ R = -sω /R

Generatorläge med energiåtergång till nätet

Detta läge är endast möjligt när verkningsriktningen för det statiska vridmomentet sammanfaller med motorns vridmoment. Under påverkan av två moment - motorns vridmoment och arbetsmaskinens vridmoment - rotationshastigheten för drivenheten och e. etc. c. motorn kommer att börja öka, som ett resultat kommer motorströmmen och vridmomentet att minska: I = (U — E)/R= (U — сω)/R

En ytterligare ökning av hastigheten leder först till det ideala tomgångsläget när U = E, I = 0 och n = n0, och sedan när e, etc. c. motorn kommer att bli mer än den applicerade spänningen, motorn går in i generatorläge, det vill säga den börjar ge energi till nätverket.

De mekaniska egenskaperna i detta läge är en naturlig förlängning av motorlägets egenskaper och återfinns i den andra kvadranten. Rotationshastighetens riktning har inte ändrats och den förblir positiv som tidigare och momentet har ett negativt tecken. I ekvationen för de mekaniska egenskaperna för generatorns läge med energiåtergång till nätverket kommer ögonblickets tecken att ändras, därför kommer det att ha formen: ω = ωo + (R / c2) M. eller ω = ωo + (R/9,55°Cd3) M.

I praktiken används det regenerativa bromsläget endast vid höga hastigheter i drivningar med potentiella statiska moment, till exempel vid sänkning av en last i hög hastighet.