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 U сети.

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_С груз начинает опускаться, вращая якорь двигателя в обратном направлении. При скорости, соответствующей т.С, М двигателя сравняется с М_С и спуск будет происходить с постоянной скоростью. При изменении направления вращения ЭДС двигателя изменит знак и станет действовать согласно с напряжением сети. Ток якоря увеличится, 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.

Р ежим 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 кривая лежит тем выше, чем больше скорость вращения, а наклон прямой тем больше, чем больше (см. рис.). Поэтому выполнение этого условия при данной скорости, а значит и работа в тормозном режиме, возможны лишь при R (а следовательно и Rm), меньших, чем значения, соответствующие прямой, касательной к кривой в 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 Rm торможение осуществляется в относительно узкой зоне скоростей. С целью торможения до достаточно малых скоростей необходимо по мере снижения скорости уменьшать Rm.

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 u на е, получим:; Отсюда

Задаваясь током I_Я, по универсальной характеристике находится е, а затем вычисляется u при введении в цепь якоря R_доб и 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 при является линейной функцией сопротивления цепи якоря.

Для построения искусственных характеристик в I квадранте строится естественная электромеханическая характеристика двигателя. По оси абсцисс влево от начала координат откладывается сопротивление цепи якоря. Во II квадранте 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  и R ищут 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 токов I_Я2, I_Я3 и т.д. Для построения искусственной характеристики, соответствующей сопротивлению якорной цепи R_Х, по оси абсцисс откладывается величина этого сопротивления и через точку Х проводится вертикаль, пересекающаяся с прямыми , и т.д. в точках b, c, d. Она определяет скорости вращения двигателя на искусственной характеристике при соответствующих значениях токов. Перенеся точки b, c, d на вертикали , , , получим точки e, f, g и т.д., принадлежащие искусственной характеристике . Соединяя плавной кривой эти точки, получим искусственную характеристику.