1.7 Расчет и построение тормозных характеристик двигателя

Торможение двигателя – это процесс, обратный его пуску, и поэтому все ха­рактерные особенности пусковых процессов, отмеченные в разделе 10.1, в полной мере относятся и к тормозным процессам.

Для торможения двигателя в реверсивном электроприводе в большинстве случаев применяется торможение противовключением. И только при повышенных требованиях к плавности протекания переходного процесса следует применить ди­намическое торможение. Соответственно, в нереверсивных электроприводах приме­няется динамическое торможение. Но при необходимости получения максимального быстродействия следует применить торможение противовключением.

Также как и пусковые диаграммы, тормозные характеристики могут быть по­строены, а вели­чины сопротивле­ний тормозных ступеней реостатов определены либо графическим, либо аналитическим способом.

10.1.6 Рас­чет и построение характеристик торможения про­тивовключением двигателя с линейной характеристикой графическим способом

В случае необходимости получения максимального быстродействия прини­маем двухступенчатое торможение при работе с повышенной скоростью на естест­венной характеристике (с малой нагрузкой). Для торможения с рабочей характери­стики (пониженная скорость) используется вторая ступень торможения (рисунок 10.15).

Рисунок 10.15

Здесь М₁ – пиковый момент из пусковой диаграммы (рисунок 10.2),

М_с1 – малая нагрузка,

М_с2 – большая нагрузка,

ω_с1, ω_с2 – скорости, соответствующие этим нагрузкам.

Построение ведется в том же масштабе, что и пусковая диаграмма. Для боль­шей наглядности и пусковые, и тормозные характеристики нужно строить на одном чертеже.

Дополнительные тормозные ступени реостата определяются по выражениям, аналогичным (10.15):

; . (10.40)

При этом абсолютно необходимо, чтобы вертикальная линия а, б, в, г, д на рисунке 10.2 и вертикальная линия е, з, к на рисунке 10.15 находились на одинако­вом расстоянии от начала координат. Момент переключения М_2т определяется из по­строения. Таким образом, реостат, включенный в якорную цепь двигателя постоян­ного тока (одна фаза реостата, включен-

ного в роторную цепь асинхронного двигателя с фазным ротором), будет пятиступенчатым, если пуск и торможение осуществлялись по характе­ристикам, представленным на рисунках 10.2 и 10.15, (рису­нок 10.16).

Рисунок 10.16

Если нет крайней необходимости в сокращении времени торможения с пони­женной скорости ω_с2 (например, заданная производительность обеспечивается), лучше применить одноступенчатое торможение с помощью тормозной ступени рео­стата, величина сопротивления которой

. (10.41)

В этом случае сокращается количество и стоимость аппаратов управления.

Если техническим заданием определено максимально допустимое в переход­ных процессах ускорение, то исходными для построения тормозных характеристик являются величины средних постоянных по величине тормозных моментов, опреде­ленных в разделе 6 ( и или и ). Так как, при их определении уско­рение считалось постоянным, тормозные моменты при торможении с различной нагрузкой и с разных начальных скоростей могут значительно отличаться друг от друга, причем в большую, либо в меньшую сторону. Теоретически возможно даже их равенство:

. (10.42)

Поэтому должны быть построены обе тормозные характеристики (рисунок 10.17).

Из этого рисунка видно, что реостатные характеристики торможения проти­вовключением должны быть построены таким образом, чтобы площадь между ха­рактеристикой и осями координат примерно равнялась в одном случае:

, (10.43)

а в другом случае:

. (10.44)

Еще раз следует заметить, что построение может быть другим (при ).

Далее, также, как и в предыдущем случае (10.40), определяются тормозные сопротивления, и принимается решение (исходя из тех же соображений) о количе­стве тормозных ступеней. Однако, зачастую величины тормозных моментов бывают намного меньше пикового момента М₁, при котором определены пусковые сопро­тивления. В этом случае необходимо

Рисунок 10.17

построить естественную характеристику двига­теля для обратного направления вращения (рисунок 10.17) и определить величины тормозных сопротивлений по выражениям:

, , . (10.45)

При одноступенчатом торможении величина сопротивления ступени тормо­жения берется равной .

Поскольку одно из торможений в этом случае будет протекать с меньшим ус­корением, необходимо обязательно проверить обеспечение необходимой производи­тельности механизма.