3.3. Гальмівні режими двигунів постійного струму

Робота багатьох виробничих механізмів зв’язана з необхідністю

швидкої і точної зупинки та зміни напряму руху (реверсування). Гальмування двигунів з незалежним збудженням можна здійснювати такими способами:

• гальмуванням з віддачею енергії в мережу (рекуперативне);

• динамічне гальмування;

• гальмування противмиканням.

Гальмування з віддачею енергії в мережу здійснюють тоді, ко-ли швидкість двигуна більша швидкості ідеального холостого ходу (при регулюванні магнітним потоком). Тоді при швидкому збільшенні магнітного потоку до номінального значення ЕРС обмотки якоря стає більшою напруги в мережі живлення і струм змінює знак, бо

. (3.16)

М

Рис.3.11. Механічні характерис-тики при рекуперативному галь-

муванні

омент двигуна також змінює знак і з рушійного стає гальмівним – відбувається процес гальмування. При цьому кінетична енергія, накопичена в рухомих частинах привода і робочого механізму, за вирахуванням втрат у двигуні перетворюється у електричну і віддається у мережу живлення за умови .

Підставивши в (3.3) від’ємне значе-ння моменту, одержимо рівняння механічної характеристики

, (3.17)

на яку перейде працювати двигун, як показано стрілками на рис.3.11. На ділянці двигун працює в генераторному режи-мі, а на ділянці – у режимі двигуна. Такий же режим галь-мування виникає, коли швидко зменшити напругу живлення в регу-льованому електроприводі.

Гальмування з віддачею енергії в мережу двигунів послідовного збудження здійснити не можна, бо при одночасно змінюєть-ся напрям струму і магнітного потоку і, отже, гальмівного моменту не виникає.

Динамічне гальмування відбувається при відмиканні якоря двигуна від мережі і замиканні на гальмівний резистор. В режимі динамічного гальмування як і у рекуперативному двигуни працюють в генераторному режимі, перетворюючи кінетичну енергію системи в електричну, яка виділяється у виді тепла в опорах якорного кола. При цьому потрібно переключити обмотку збудження двигуна послідовного збудження так, щоби струм в ній не змінив свого напряму.

а

б

Рис.3.12. Схеми динамічного гальмування двигунів незалежного (а) і послідовного(б) збудження

М еханічна характеристика при гальмуванні двигуна з незалеж-ним збудженням описується рівнянням

(3.18)

і представляє собою пряму лінію (пряма ОА на рис.3.13.).

Величина гальмівного опору

. (3.19)

П

Рис.3.13. Механічні характерис-тики при динамічному гальму-

ванні

ри гальмуванні двигуна послідов-ного збудження

. (3.20)

В (3.20) магнітний потік залежить від струму і тому механічна характеристика має вид, наведений на рис.3.13 (крива АО).

Гальмування противмиканням часто використовують для швидкого гальмування і воно зводиться до зміни полярності напруги тільки на якорі. При цьому напруга і ЕРС обмотки якоря складаються, струм змінює свій знак і виникає гальмівний момент. Обмеження струму здійснюється або засобами автоматики, або вмиканням в коло якоря додаткового опору, величина якого

за умови нехтування індуктивністю кола якоря.

З

Рис.3.14. Механічні характеристики двигунів в режимі противмикання

рис.3.14 слідує, що коли відбувається процес гальмування за рахунок енергій мережі і кінетичної енергії. При двигуни відмикають від мережі і гальмування закінчується. Якщо цього не зробити, то двигун почне розганятися у протилежну сторону (реверсуватись) і в точках чи наступають усталені режими.

Електричне гальмування використовується переважно при частих пусках і швидких зупинках. В нереверсивних приводах перевагу віддають динамічному гальмуванні, а у реверсивних – гальмуванню противмиканням.