Načini zaviranja motorja z vzporednim vzbujanjem

Način zaviranja motorja v električnem pogonu se uporablja skupaj z motorjem. Uporaba elektromotorja kot električne zavore se v praksi pogosto uporablja za skrajšanje časa ustavljanja in vzvratne vožnje, zmanjšanje hitrosti vrtenja, preprečevanje pretiranega povečanja hitrosti vožnje in v številnih drugih primerih.

Delovanje elektromotorja kot električne zavore temelji na principu reverzibilnosti električnih strojev, to je, da elektromotor pod določenimi pogoji preklopi v generatorski način.

V praksi se za zaviranje uporabljajo trije načini:

1) generator (regenerativni) z vračanjem energije v omrežje,

2) elektrodinamični,

3) nasprotovanje.

Pri konstruiranju mehanskih karakteristik v pravokotnem koordinatnem sistemu je pomembno določiti predznake navora motorja in hitrosti vrtenja v motornem in zavornem načinu. Za to se način motorja običajno vzame kot glavni, pri čemer se šteje, da sta vrtilna hitrost in navor motorja v tem načinu pozitivna.V zvezi s tem se značilnosti n = f (M) motornega načina nahajajo v prvem kvadrantu (slika 1). Lokacija mehanskih karakteristik v zavornih načinih je odvisna od predznakov navora in hitrosti vrtenja.

riž. 1… Vezalni diagrami in mehanske značilnosti vzporedno vzbujenega motorja v motornem in zavornem načinu.

Oglejmo si te načine in ustrezne odseke mehanskih značilnosti motorja z vzporednim vzbujanjem.

Opozicija.

Stanje električnega pogona je določeno s skupnim delovanjem navora motorja Md in navora statične obremenitve Mc. Na primer, hitrost vrtenja v ustaljenem stanju n1 pri dvigovanju bremena z vitlom ustreza delovanju motorja v naravni karakteristiki (slika 1, točka A), ko je Md = Ms. Če se v armaturno vezje motorja vnese dodaten upor, se bo hitrost vrtenja zmanjšala zaradi prehoda na reostatsko karakteristiko (točka B, ki ustreza hitrosti n2 in Md = Ms).

Nadaljnje postopno povečanje dodatnega upora v armaturnem krogu motorja (na primer do vrednosti, ki ustreza odseku n0Characteristics C) bo najprej povzročilo prenehanje dvigovanja tovora in nato spremembo smeri vrtenja , to pomeni, da bo breme padlo (točka C). Tak režim se imenuje opozicija.

V nasprotnem načinu ima trenutek Md pozitiven predznak. Predznak vrtilne hitrosti se je spremenil in postal negativen. Zato se mehanske značilnosti opozicijskega načina nahajajo v četrtem kvadrantu, sam način pa je generativen.To izhaja iz sprejetega pogoja za določanje predznakov navora in hitrosti vrtenja.

Pravzaprav je mehanska moč sorazmerna zmnožku n in M, v motornem načinu ima pozitiven predznak in je usmerjena od motorja k delovnemu stroju. V nasprotnem načinu bo zaradi negativnega predznaka n in pozitivnega predznaka M njihov produkt negativen, zato se mehanska moč prenaša v nasprotni smeri - od delovnega stroja do motorja (generatorski način). Na sl. 1 znaka n in M ​​v motornem in zavornem načinu sta prikazana v krogih, puščicah.

Odseki mehanske karakteristike, ki ustrezajo opozicijskemu načinu, so naravna razširitev značilnosti motoričnega načina od prvega do četrtega kvadranta.

Iz obravnavanega primera preklopa motorja v obratni način je razvidno, da e. itd. c) motor, odvisno od hitrosti vrtenja, hkrati kot zadnji, ko prečka ničelno vrednost, spremeni predznak in deluje v skladu z omrežno napetostjo: U = (-Д) +II amRod koder je I am II am = (U +E) / R

Da bi omejili tok, je v armaturno vezje motorja vključen pomemben upor, običajno enak dvakratnemu začetnemu uporu. Posebnost opozicijskega načina je, da se mehanska moč s strani gredi in električna energija iz omrežja dovajata motorju, vse to pa se porabi za ogrevanje armature: Pm+Re = EI + UI = Аз2(Ри + AZext)

Nasprotni način lahko dosežemo tudi tako, da preklopimo navitja v nasprotno smer vrtenja, armatura pa se zaradi rezerve kinetične energije še naprej vrti v isto smer (npr. ko stroj z reaktivnim statičnim momentom - ventilator ustavi).

V skladu s sprejetim pogojem za branje znakov n in M ​​glede na način motorja, se mora pri preklopu motorja na obratno vrtenje spremeniti pozitivna smer koordinatnih osi, to pomeni, da bo način motorja zdaj v tretjem kvadrantu, in opozicija - v drugem.

Torej, če je motor deloval v motornem načinu v točki A, potem bo v trenutku preklopa, ko se hitrost še ni spremenila, z novo karakteristiko, v drugem kvadrantu v točki D. Ustavitev se bo zgodila navzdol karakteristiko DE (-n0), in če motor ni ugasnjen pri vrtilni frekvenci t = 0, bo deloval na tej karakteristiki v točki E, vrteč stroj (ventilator) v nasprotni smeri s hitrostjo -n4.

Način elektrodinamičnega zaviranja

Elektrodinamično zaviranje dosežemo tako, da armaturo motorja odklopimo iz omrežja in jo priključimo na ločen zunanji upor (slika 1, drugi kvadrant). Očitno se ta način malo razlikuje od delovanja neodvisno vzbujenega generatorja enosmernega toka. Delo na naravni karakteristiki (neposredni n0) ustreza načinu kratkega stika, zaradi visokih tokov je zaviranje v tem primeru možno le pri nizkih hitrostih.

V načinu elektrodinamičnega zaviranja je armatura izključena iz omrežja U, zato je: U = 0; ω0 = U / c = 0

Enačba mehanskih karakteristik ima obliko: ω = (-RM) / c2 ali ω = (-Ri + Rext / 9,55se2) M

Mehanske lastnosti elektrodinamičnega zaviranja so preko vira, kar pomeni, da se z zmanjšanjem hitrosti zmanjša zavorni moment motorja.

Naklon značilnosti se določi na enak način kot v motornem načinu, z vrednostjo upora v armaturnem krogu.Elektrodinamično zaviranje je bolj ekonomično kot nasprotno, saj se energija, ki jo motor porabi iz omrežja, porabi samo za vzbujanje.

Velikost armaturnega toka in s tem zavornega momenta je odvisna od hitrosti vrtenja in upora armaturnega kroga: I = -E/ R = -sω /R

Generatorski način z vračanjem energije v omrežje

Ta način je možen le, če smer delovanja statičnega navora sovpada z navorom motorja. Pod vplivom dveh momentov - navora motorja in navora delovnega stroja - se vrtilna hitrost pogona in e. itd. c. motor se bo začel povečevati, posledično se bosta tok in navor motorja zmanjšala: I = (U — E)/R= (U — сω)/R

Nadaljnje povečanje hitrosti najprej vodi do idealnega načina mirovanja, ko je U = E, I = 0 in n = n0, nato pa, ko je e itd. c) motor bo postal večji od uporabljene napetosti, motor bo prešel v način generatorja, kar pomeni, da bo začel dajati energijo omrežju.

Mehanske značilnosti v tem načinu so naravna razširitev značilnosti motornega načina in se nahajajo v drugem kvadrantu. Smer vrtilne hitrosti se ni spremenila in ostaja pozitivna kot prej, moment pa ima negativen predznak. V enačbi mehanskih značilnosti načina generatorja z vračanjem energije v omrežje se bo znak trenutka spremenil, zato bo imel obliko: ω = ωo + (R / c2) M. ali ω = ωo + (R /9,55 ° Cd3) M.

V praksi se način regenerativnega zaviranja uporablja samo pri visokih hitrostih v pogonih s potencialnimi statičnimi momenti, na primer pri spuščanju bremena pri visoki hitrosti.