Тормозные режимы дпв

Двигатель последовательного возбуждения позволяют иметь в обычной схеме включения только 2 тормозных режима: противовключение и динамическое торможение. Торможения с рекуперацией энергии в сеть невозможно, т.к. у них ЭДС не может быть больше приложенного напряжения. Даже в идеальном случае, когда ток в якоре станет равным 0, ЭДС может стать лишь равной Uсети.

Торможение противовключением является для ДВП основным тормозным режимом и широко применяется для грузоподъемных механизмов, механизмов передвижения и поворота.

Для перевода из двигательного режима, соответствующего подъему груза, в режим противовключения, соответствующий тормозному спуску, в цепь якоря вводится добавочное сопротивление. Момент двигателя становится меньше статического (см. т. В характеристики), подъем груза прекращается. Под действием М_Сгруз начинает опускаться, вращая якорь двигателя в обратном направлении. При скорости, соответствующей т.С, М двигателя сравняется с М_Си спуск будет происходить с постоянной скоростью. При изменении направления вращения ЭДС двигателя изменит знак и станет действовать согласно с напряжением сети. Ток якоряувеличится, а момент М по отношению к моменту М_С, создаваемому грузом, будет тормозным.

Для торможения противовключением механизмов с реактивным моментов сопротивления необходимо на ходу изменить полярность питания якоря, оставив без изменения направления тока в обмотке возбуждения согласно следующей схеме. Для ограничения первоначального броска тока и момента в цепь якоря должно быть введено значительное добавочное сопротивление, т.к. без него бросок тока может в 30-40 раз превышать номинальное значение.

Переход их двигательного в тормозной режим изображен на графике. При изменении полярности питания якоря двигатель переходит из т.А на характеристику в т.В и тормозится до остановки в т.С. Если после остановки его не отключить и момент двигателя в т.С больше М_С, двигатель будет разгоняться в противоположном направлении и новый установившийся режим наступит в т.Д.

Режим динамического торможения ДПВ может осуществляться 2-мя способами: с самовозбуждением и с независимым возбуждением. При торможении с самовозбуждением двигатель отключается от сети и замыкается на тормозное сопротивление. Двигатель работает в качестве генератора с самовозбуждением. Главным условием этого способа является наличие самовозбуждения. При вращении якоря за счет кинетической энергии механизма или груза в якоре от остаточного магнетизма будет наводится ЭДС. При правильном соединении обмотки якоря и обмотки возбуждения и соответствующем сопротивлении цепи якоря, ток, созданный наведенной ЭДС, усилит магнитный поток, а следовательно и ЭДС что приведет к дальнейшему увеличению тока. Это значит, что при переводе машины из двигательного режима в тормозной необходимо во избежания размагничивания машины переключить полярность якоря или обмотки возбуждения таким образом, чтобы ток в последней имел такое же направление, что и в режиме, предшествующему тормозному (см. схемы). Иначе самовозбуждения не произойдет.

Кроме того, чтобы возбуждение возникло, скорость двигателя должна быть достаточной и выполнялось условие: ЭДС якоря, определяемая величиной Ф и скоростью вращения была больше падения напряжения в сопротивлении тормозного контура, т.е. .

Возбудившись, машина создает тормозной момент. При некоторой скорости наступит равновесие. Режим работы двигателя определится точкой пересечения кривой при достигнутой скорости вращения с линией, характеризующей падение напряжения. Для каждой данной машины криваялежит тем выше, чем больше скорость вращения, а наклон прямойтем больше, чем больше(см. рис.). Поэтому выполнение этого условия при данной скорости, а значит и работа в тормозном режиме, возможны лишь приR(а следовательно иRm), меньших, чем значения, соответствующие прямой, касательной к кривойв начале координат. Для возможности торможения, при больших сопротивлениях цепи якоря необходимо увеличить скорость машины в режиме, предшествующем тормозному.

Наименьшая скорость, при которой машина еще может самовозбуждаться, будет иметь место при ее замыкании накоротко, т.е. при .

Скорость, при которой самовозбуждения уже не произойдет, называется критической. Ей соответствует сопротивление, также называемое критическим: .

Семейство электромеханических и механических характеристик, соответствующих различным значениям тормозного сопротивления, изображено на графиках. Из них видно, что при каждом данном Rmторможение осуществляется в относительно узкой зоне скоростей. С целью торможения до достаточно малых скоростей необходимо по мере снижения скорости уменьшатьRm.

Обычно динамическое торможение ДПВ осуществляется с независимым возбуждением. В этом случае якорь двигателя замыкается на тормозное сопротивление, а обмотка возбуждения подключается к сети через сопротивление как изображено на рис., ограничивающее ток в ней до номинальной величины. Т.к. в этом случае двигатель работает генератором с независимым возбуждением, его характеристики подобны характеристикам ДНВ при динамическом торможении и приведены на графике. Все они пересекаются в начале координат.

Следует отметить, что динамическое торможение с самовозбуждением используется как аварийное.

Расчет искусственных электромеханических и механических характеристик ДПВ.

Аналитическим путем рассчитать искусственные характеристики ДПВ с необходимой точностью нельзя из-за невозможности учета влияния насыщения. Поэтому для расчетов пользуются графическими и графоаналитическими методами. Для расчетов необходимо знать каталожные данные двигателя и иметь универсальные характеристики в именованных или относительных единицах. Правда, аналитический расчет искусственной характеристики можно сделать исходя из следующего: .

Поделив uнае, получим:; Отсюда

Задаваясь током I_Я, по универсальной характеристике находитсяе, а затем вычисляетсяuпри введении в цепь якоряR_доби т.д. По полученным точкам строится искусственная характеристика. Полученную кривую с помощью универсальной кривой характеристики можно перестроить в механическую характеристику. Однако в этом случае получим момент на валу, а не электромагнитный.

Графический метод расчета и построения искусственной характеристики, соответствующей введению в цепь якоря добавочного сопротивления, основан на том, что при неизменном токе в цепи якоря (или при постоянном моменте на валу двигателя) скорость вращения двигателя пропорциональна сопротивлению цепи якоря. Это положение вытекает из уравнения электромеханической характеристики: .

Если при регулировании скорости поддерживать , то поток двигателя будет неизменным, следовательно, постоянным будут величины.

Тогда, т.е. скорость двигателя приявляется линейной функцией сопротивления цепи якоря.

Для построения искусственных характеристик в Iквадранте строится естественная электромеханическая характеристика двигателя. По оси абсцисс влево от начала координат откладывается сопротивление цепи якоря. ВоIIквадранте проводится вертикальная линия отстоящая от начала координат на расстояние (0а), соответствующее в масштабе сопротивлений, сопротивлению двигателя.

Задаваясь некоторым значением тока I_Я1, проводится вертикаль до пересечения с естественной характеристикой в т.1. После этого в осяхиRищут прямую, соответствующую току: Одной из точек искомой прямой является т.1`. Другая точка находится на оси абсцисс. Ей соответствует=0 при. Сопротивление якорной цепи при=0, соответствующее этой точке равно:.

Откладывая на оси абсцисс значения этого сопротивления, получим т.1``. Соединяя прямой точки 1` и 1``, получим искомую зависимость при. Аналогично строятся прямые для значения токовI_Я2,I_Я3и т.д. Для построения искусственной характеристики, соответствующей сопротивлению якорной цепиR_Х, по оси абсцисс откладывается величина этого сопротивления и через точку Х проводится вертикаль, пересекающаяся с прямыми,и т.д. в точкахb,c,d. Она определяет скорости вращения двигателя на искусственной характеристике при соответствующих значениях токов. Перенеся точкиb,c,dна вертикали,,, получим точкиe,f,gи т.д., принадлежащие искусственной характеристике. Соединяя плавной кривой эти точки, получим искусственную характеристику.