5. Построение тормозных диаграмм

И РАСЧЕТ ТОРМОЗНЫХ РЕОСТАТОВ

В общем случае (согласно заданию) торможение привода осуществляется за три периода нагрузочной диаграммы: , , . За период происходит основное замедление системы от до или (в простейшем случае) до нуля. В этот период возможны три варианта (см. рисунок 1) значений моментов:

• ;

• ;

• .

В первом случае применяют торможение в двигательном режиме, во втором – свободный выбег, в третьем – электродинамическое торможения.

В период движение привода происходит с постоянной скоростью . При этом моменты и больше нуля и равны статическим моментам сопротивления. Режим работы электропривода – двигательный, аналогичный периоду работы с угловой скоростью .

В период производится стопорение привода с заданным замедлением . Моменты на валу двигателя и , как правило, больше нуля и поэтому режим работы электропривода – торможение в двигательном режиме.

5.1 Расчет тормозного реостата для двигателя постоянного тока независимого возбуждения

По заданным значениям , , , , , , , и угловой скорости строят требуемую диаграмму, как показано на рисунке 4.

Если и больше нуля, тогда диаграмма проходит через точки .

Если и близки к нулю, тогда диаграмма проходит через точки .

Если и меньше нуля, тогда диаграмма проходит через точки .

5.1.2 Построение тормозной характеристики при работе на участке

Характеристику строят аналогично п.4.1.2:

,

Рисунок 4

где - перепад скорости в относительных единицах при номинальном моменте для характеристики ;

- момент короткого замыкания на характеристике (точка 5), Н*м.

5.1.3 Построение тормозной характеристики при работе с

Характеристику строят аналогично п.4.1.3:

.

5.1.4 Построение характеристик при торможении от до

5.1.4.1 Если требуемый тормозной момент положительный на данном участке торможения, при относительно малых значениях тормозного момента в двигательном режиме достаточно одной ступени торможения.

Для построения тормозной характеристики на участке диаграммы через точку и середину отрезка проводят прямую, соответствующую характеристике с сопротивлением :

,

где - относительный перепад скорости при номинальном моменте на искусственной характеристике с сопротивлением ступени ;

- момент короткого замыкания на характеристике .

5.1.4.2 Если требуемый тормозной момент отрицательный, т.е. и меньше нуля, строят характеристики (обычно достаточно одной) в режиме динамического торможения. Для этого через начало координат и середину отрезка проводят прямую, соответствующую характеристике (см. рисунок 4):

.

Сопротивление желательно принять равным одному из ближайших по значению сопротивлений пусковой или тормозной ступени. При этом ошибка во времени торможения должна быть небольшой. Если полученное значение больше максимального сопротивления, уже определенного при пуске и торможении, то для динамического торможения следует включать дополнительную секцию реостата.

Если значение требуемого тормозного момента большое, то торможение необходимо осуществлять по двум-трем характеристикам. Построение тормозных характеристик проводится аналогично построению пусковых искусственных характеристик (см. п.4.1.4).

5.2 Расчет тормозного реостата для асинхронного двигателя

5.2.1 Построение требуемой тормозной диаграммы

Построение тормозной диаграммы осуществляется аналогично п.5.1.1 (см. рисунок 5).

5.2.2 Построение тормозной характеристики при работе на участке

Построение осуществляют аналогично пп.4.1.2 и 5.1.2.

5.2.3 Построение тормозной характеристики при работе с ( )

Построение осуществляется аналогично пп.4.1.3 и 5.1.3.

5.2.4 Построение характеристик при торможении от до

5.2.4.1 Если требуемый момент положительный, расчет выполняют аналогично п.5.1.4.1

5.2.4.2 Если требуемый тормозной момент отрицательный, то замедление производят в режиме динамического торможения

А. Расчет и построение тормозных характеристик приближенным методом.

Считая поток двигателя при динамическом торможении постоянным, характеристики рассчитывают в следующем порядке.

Определяют критическое скольжение динамического торможения для ранее рассчитанной ступени с максимальным сопротивлением, например :

,

где - коэффициент трансформации двигателя;

- номинальное напряжение статора, В;

- номинальное напряжение ротора, В;

- приведенное индуктивное сопротивление ротора, Ом;

- индуктивное сопротивление намагничивающего контура при динамическом торможении, Ом;

- коэффициент, учитывающий насыщение двигателя;

Рисунок 5

- индуктивное сопротивление фазы статора току намагничивания на

холостом ходу, Ом;

- ток намагничивания, примерно равный току холостого хода, А;

- коэффициент.

Если значение намного больше единицы, то для торможения принимают другую ступень реостата с меньшим сопротивлением и определяют для этой ступени.

Если значение при динамическом торможении на ступени с максимальным сопротивлением меньше единицы, то для обеспечения заданного режима торможения необходимо ввести дополнительную ступень. В этом случае задаются значением и по нему определяют необходимое сопротивление ступени:

.

Во втором варианте откладывают требуемые тормозные моменты и при соответствующих скоростях. Если тормозной момент сравнительно небольшой, то процесс торможения можно выполнять в одну ступень.

Требуемый максимальный тормозной критический момент принимают равным:

,

где - требуемый максимальный тормозной момент из диаграммы на рисунке 1.

Задаваясь значениями при известных и , строят характеристики динамического торможения с помощью формулы:

.

Ток статора:

.

Необходимый ток подмагничивания обмоток статора:

,

где - коэффициент, зависящий от схемы соединения обмоток статора:

• - при включении обмоток двигателя в «звезду»;

• - при включении обмоток двигателя в «треугольник».

Если требуемый тормозной момент большой, то для торможения используют несколько ступеней. При этом необходимо максимально использовать ступени пускового реостата. Первую характеристику строят аналогично изложенному, за исключением того, что для определения проводят прямую через точку и точку пересечения линии максимального тормозного момента с линией, проходящей через точку рабочего режима и параллельной оси абсцисс. Максимальный тормозной момент переключения .

Затем строят характеристики динамического торможения для всех последующих ступеней пускового реостата методом пересчета – при одном и том же моменте, скорости пропорциональны сопротивлениям:

.

По полученным характеристикам строят тормозную диаграмму, соблюдая условие:

,

где - требуемый средний тормозной момент на данной ступени торможения, Н м.

В некоторых случаях соблюдение этих условий требует введения дополнительной промежуточной ступени.