Торможение противовключением

Режим противовключения может возникнуть, когда в результате увеличения нагрузки на валу двигателя, скорость вращения начинает понижаться, и при некоторой величине нагрузки двигатель останавливается: (режим КЗ). Если продолжать увеличение нагрузки на валу двигателя, то направление вращения изменится на противоположное (при сохранении знака момента), а механическая характеристика из 1-го квадранта (двигательный режим) перейдет в 4-ый (режим противовключения). Изменение направления вращения двигателя называется реверсом.

Уравнение характеристики:

При : .

При : , .

Рис.22 Переход из двигательного режима в режим противовключения

В рассмотренном случае режим противовключения не применяется для замедления скорости вращения двигателя, а используется в грузоподъемных механизмах для обеспечения плавности спуска грузов, т.к. момент направлен против направления скорости и по отношению к ней является тормозным.

Практическое применение этого режима в качестве тормозного: изменяется соотношение направлений тока и магнитного потока возбуждения , следовательно, электромагнитный момент, в соответствии с правилом левой руки, изменяет своё направление, и по отношению к скорости становится тормозным.

Для этого необходимо изменить полярность напряжения якоря или обмотки возбуждения (чаще изменяют напряжение якоря). Для двигателя параллельного возбуждения это невозможно, т.к. при изменении полярности обмотки якоря, изменяется и полярность обмотки возбуждения. При этом изменяется направление в цепи якоря, и, одновременно, при неизменном магнитном потоке, изменяет своё направление вращающий электромагнитный момент. Следовательно, момент по отношению к скорости становится отрицательным, т.е. тормозным. Ток в цепи якоря:

Рис.23 Механическая характеристика ДПТ с НВ при торможении противовключением

После изменения полярности обмотки якоря момент становится отрицательным, и точка перемещается в точку . Двигатель начинает тормозиться, скорость уменьшается, и наклон в точке зависит от сопротивления цепи якоря. Торможение продолжается до точки ( ). Если после этого не выключить двигатель из сети, то он реверсируется. Таким образом, учитывая, что для некоторых технологических процессов изменение направления необходимо, возможность реверса является в ряде случаев преимуществом торможения противовключения.

Кинетическая энергия вращения вала (вращения механизма) отрицательна, т.е. энергия направлена от механизма к двигателю. Электрическая энергия своего знака не изменяет, т.к. . Энергия рассеивания своего знака не изменяет. Уравнение энергетического баланса:

или .

Т.о. и электрическая энергия, потребления двигателем из сети, и механическая энергия, потребляемая двигателем от механизма, рассеиваются в виде тепла, этот режим наименее энергетически благоприятен.

Если учесть, что ток якоря в процессе торможения противовключением больше чем ток короткого замыкания , и момент достигает очень больших значений, то можно сделать вывод, что торможение противовключением для приводов большой мощности не применимо, т.к. может привести к выходу двигателя из строя.