3.5. Тәуелсіз қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқыштың тежеу режимдеріндегі механикалық сипаттамалар

ЭЖ-де механизмді тез және дәл тоқтату немесе оның айналу бағытын өзгерту қажет болады. Жылдамдық және дәлдік механизмнің өнімділігін, ал кей кезде өнімнің сапасьн анықтайды.

Электрлік тежеудің үш түрі бар:

а) электр энергиясын желіге қайтару (рекуперативтік) арқылы тежеу;

б) динамикалық тежеу;

в) қарсы қосу арқылы тежеу.

Осы режимдерге сәйкес механикалық сипаттамалар 3.12-суретте келтірілген.

3.12-сурет. Әр түрлі тежеу режимдердегі тәуелсіз қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышының механикалық сипаттамалары.

а) электр энергиясын желіге қайтару (рекуперативтік) арқылы тежеу

Осы режим ЭҚ-тың жылдамдығы, мүлтіксіз бос жүріс жылдамдықтан жоғары болған кезде болады. Қозғалтқыштың ЭҚК-і Е, кернеу U-дан асып кетеді, ал ток І өзінің бағытын кері өзгертеді. Қозғалтқыш желімен параллель генераторлық режимде жұмыс істейді, яғни ол энергияны желіге қайтарады. Бұл мына теңдеуден көрініп тұр:

(3.19)

ал сол себептен моменттің таңбасы керіге өзгереді де, тежеу болып қалады. М =- kФІ. Егер де тежеу моментін М_т = -М белгілесек, онда (3.19) теңдеудің (>₀ болғанда) түрі мынадай болады:

 = (3.20)

Мұндай тежеу режимі жүкті түсірген кезде көтергіш механизмдердің ЭЖ-терінде болады. Мұндай тежеу өте өнімді, себебі қозғалтқыш білігінен келетін механикалық энергияны электр энергиясына түрлендіреді де, оны желіге қайтарады.

б) динамикалық тежеу

Динамикалық тежеу режимі қозғатқыштың якорін желіден ажыратып, кедергіге қосқан кезде болады (3.13-сурет), ал қоздыру орамасы желіге қосылған күйінде қалады. Бұл режимде электр энергия желіге қайтарылмайды, ол R_p, кедергіден жылу түрінде бөлініп шығады. Қозғалтқыштың ЭҚК-нің таңбасы өзгермеген себептен, ал якорге кернеу қосылмағандықтан якордің тоғы:

I = - ,

мұндағы: R – якорь тізбегінің кедергісі.

3.13-сурет. Динамикалық тежеу сұлбасы

Тежеу моменті динамикалық тежеу режимінде тең:

- М_т = k I = -  (3.21)

Магнит ағыны Ф тұрақты болған кезде:

 =

в) қарсы қосу арқылы тежеу

Мұндай тежеу режимі қозғалтқыштың орамалары бір бағытта айналғанда, ал якорь сыртқы моменттің әсерімен әлде инерциялық күштерімен қарсы жаққа айналғанда пайда болады. Мысалы: көтергіштің жетегі, ЭҚ жүкті көтеруге қосылғанда, ал жүктің әсерімен туатын момент жетегі жүк түсу жаққа айналдырғанда болады. Мұндай режим қозғалтқыштың якорь орамасын (немесе қоздыру орамасын) тез тоқтатуға, немесе айналу бағытын керіге ауыстырып қосқан кезде болады. Қарсы қосу арқылы тежеудің механикалық сипаттамасы 3.14-суретте көрсетілген.

ЭҚ орамаларын жүкті көтеру үшін қосқанда, қозғалтқыш, тек жүктің кедергі моменті М_К1, қысқа тұйықталу моментінен М_кт кем болғанда ғана қосылады.

3.14-сурет. Қарсы қосу арқылы тежеудің механикалық сипаттамасы.

Бұл жағдайда ЭҚ-тың жылдамдығы желіге қосылғаннан кейін ғана ұлғаяды да, тұрақтанған қалыпқа жетеді (А нүкте). Якорьдің тоғы: І = (3.22)

Жүктің моменті ұлғайған кезде, ЭҚ-тың бұрыштық айналу жылдамдығы АВ сипаттамасына сәйкес азаяды, егер де жүктің моменті қысқа тұйықталу моментіне М_қт. тең болса, ЭҚ тоқтайды. Бұл жағдайда (=0 болғанда) қозғалтқыштың Э.Қ.К-ші Е=0, ал сол себептен ток:

I = (3.22)

Жүк көтерген кезде кедергі моменті де өседі. Ал ЭҚ моментінен жоғары болған кезде қозғалтқыш қарсы жаққа айнала бастайды, ал жүкті төмен түсіре бастайды. Момент М_к2 -ге тең болған кезде сипаттаманың С нүктесіне сәйкес тұрақталған қалыпты жылдамдыққа жетеді. Якорь қарсы жаққа айналғандықтан, ал магнит ағынының бағыты өзгергендікген, ЭҚК-тің бағыты да өзгереді.

I = тендеуімен анықталатын ток қозғалтқыштық режимде жоғары болады, ал оған сәйкес ЭҚ қарсы қосу арқылы тежеу режиміндегі момент те ұлғаяды.

І квадранттың А нүктесіне сәйкес жылдамдықпен істеп тұрған ЭҚ-тың кернеуінің қайшылығын өзгерткенде ол ВС сипаттамасының ІІ квадранттағы В нүктеде жүмыс істеуге ауысады. Одан кейін тежеу моментінің әсерімен жылдамдық азая бастайды. Жылдамдық нөлге тең болғанда (С нүктесі) ЭҚ-ты желіден ажыратса ол тоқтап қалады. Егер де ажыратпаса, жылдамдық қарсы бағытқа ұлғая бастайды (ІІІ квадранттағы С сипаттамасы бойынша). Айналу бағыты өзгерген кезде якорьдің ЭҚК Е-нің бағыты да өзгереді, ал қозғалтқыштық режимге көшіп қайтадан желінің кернеуіне қарсы болады. ЭЖ қайтадан тұрақты жылдамдықпен қозғалтқыштық режимде табиғи сипаттамада кері айналу бағытымен жұмыс істейді (ҒЕ сипаттамасының Ғ нүктесі).

3.15-сурет. Қарсы қосу арқылы тежеу режиміндегі қозғалқыштың механикалық сипаттамасы.

Егер де якорьдің шықпасында кернеудің қайшылығын қайтадан өзгертсе, онда ЭҚ қайтадан қарсы қосу режиміне ауысады. ЭҚ-тың айналу жылдамдығының қарсы бағытқа ауысуы GKL сипаттамасы бойьшша өтеді.