Рекуперативное торможение двигателя постоянного тока

Известно, что электрические машины обратимы, т.е. одна и та же электрическая машина может работать как генератор, так и электродвигатель.

При рекуперативном торможении электродвигатель переходит в генераторный режим. При этом двигатель преобразует механическую энергии, полученную от движущихся частей привода, в электрическую, которую двигатель возвращает в судовую электрическую сеть.

Рекуперативное торможение наступает в следующих случаях:

1. при движении электровоза под уклон (что невозможно в судовых условиях);

2. при переходе двигателя с большей скорости на меньшую (происходит каждый раз автоматически);

3. при опускании тяжелых грузов.

В любом из этих случаев выполняется одно и то же условие рекуперативного торможения: противо ЭДС обмотки якоря двигателя Е = сωФ должна cтать больше напряжения питающей сети U.

В этом случае ток якоря двигателя изменяет знак на обратный

I= (U – E) / r< 0.

Соответственно изменяет свой знак и электромагнитный момент двигателя

М = с (– I)Ф

и момент двигателя становится тормозным.

В судовых условиях рекуперативное торможение может наступить при спуске тяжелого груза, когда двигатель переходит в режим генератора, преобразуя механическую энергию опускающегося груза в электрическую энергию, возвращаемую в сеть;

Однако использование энергии, возвращаемой в судовую сеть практически невозможно вследствие кратковременности работы двигателя в генераторном режиме (с учетом ограниченной высоты трюма).

Более того, это торможение опасно тем, что при одновременном переходе большого числа грузовых лебедок в режим рекуперативного торможения возможен переход генераторов судовой электростанции в двигательный режим с последующим их отключением по обратному току (при помощи реле обратного тока). При этом судно обесточивается. Такие случаи имели место на судах типа «Ленинский комсомол».

Поэтому на судах этой серии параллельно обмоткам якорей двигателей лебедок стали включать реле максимального напряжения, которые при напряжении на якоре U = 225…235 В, т.е. при переходе лебедок в режим рекуперативного торможения, отключали питание судовой сети от данной лебедки.

В то же время на электротранспорте электроэнергия, возвращаемая в сеть при рекуперативном торможении, позволяет уменьшить общий расход электроэнергии на 15…20%

При этом электровозы, идущие под уклон и работающие в режиме рекуперативного торможения, питают электроэнергией электровозы, идущие на подъем.

Положительная роль рекуперативного торможения при спуске тяжелых грузов состоит в том, что тормозной электромагнитный момент двигателя стабилизирует скорость спуска груза, не позволяя ему разгоняться свыше определенной скорости.

Реверс двигателей постоянного тока

4.1. Основные сведения

Под реверсом понимают изменение направления вращения двигателя на обратное.

Как следует из формулы электромагнитного момента двигателя М = сIФ, изменить знак момента можно двумя способами:

1. изменить направление тока в обмотке якоря, не изменяя знак магнитного потока

(т.е. не изменяя направление тока в обмотке возбуждения), при этом М = с (–I)Ф< 0;

2. изменить направление тока в обмотке возбуждения, не изменяя направление тока в обмотке якоря, при этом М = сI(– Ф) < 0.