Управление режимами работы электрических двигателей в разомкнутых системах электропривода. Модели двигателей в установившихся режимах, страница 14

Рассмотренные процессы описывают для режима рекуперации преобразования кинетической энергии в электрическую энергию.

 При активном характере нагрузки на валу режим отдачи энергии в источник питания может быть получен так же или за счет изменения знака момента сопротивления М_с, или за счет изменения полярности напряжения на якоре.

 Если для приведенной на рис.4.3,а схемы положительному направлению вращения соответствует подъем груза m₁ то при m₁>m₂ момент сопротивления

                         (4.2)

положителен и реализуется двигательный режим (точка а на рис.4.3,б).

w

 

При плавном изменении соотношения между m₁ и m₂ таким образом, чтобы разность m₁-m₂ сначала уменьшалась, а затем стала отрицательной, рабочая точка перейдет в точку б при М_с2<0. На участке характеристики, удовлетворяющей условию w>w₀, реализуется режим рекуперации. При этом между точками в и б (исключая сами точки) – переходный тормозной режим с отдачей энергии в источник питания, а в точке б возможна длительная работа (установившийся режим торможения).

В случае активной нагрузки режим рекуперации можно получить при m₂=0 и изменением полярности напряжения на якоре (рис.4.3,в). Между точками г и д (за исключением точки г) реализуется режим рекуперации, при этом в точке д – установившийся режим.

4.2.2Торможение противовключением.

При любом характере нагрузки торможение противовключением в режиме преобразования кинетической энергии в электрическую можно реализовать изменением полярности напряжения питания с одновременным включением в якорную цепь добавочного сопротивления (рис.4.4). Процессу между точками б и в (исключая сами точки) соответствует переходный режим противовключения.

Установившийся режим противовключения можно получить при активной нагрузке на валу. Если в якорную цепь включить добавочное сопротивление, то рабочая точка из точки а перейдет в точку в (рис.4.5). между точками б и в (исключая сами точки) реализуется переходный процесс противовключения, а в точке в обеспечивается установившийся режим торможения.

 

4.2.3Динамическое торможение.

Различают динамическое торможение с независимым возбуждением и самовозбуждением.

В режиме торможения с независимым возбуждением якорная цепь двигателя отключается от сети и замыкается на внешнее сопротивление r_д.т.(рис.4.6). При этом электромеханическая и механическая характеристики описываются выражениями:

                        (4.3)

                       (4.4)

 

При преобразовании кинетической энергии в электрическую энергию (рис.4.6,б) переходному режиму динамического торможения соответствует область б0 (исключая точку б) динамической механической характеристики. При активной нагрузке возможен установившийся режим преобразования потенциальной энергии в электрическую энергию (точка в на рис.4.6,в).

В режиме динамического торможения с самовозбуждением обмотка возбуждения включается в якорную цепь (рис.4.7). Для возникновения процесса самовозбуждения необходимо, чтобы направление тока в обмотке возбуждения после переключения совпадало с направлением тока в предшествующем режиме.

Обмотки независимого возбуждения обладают большими сопротивлениями. Поэтому создаваемые в схеме на рис.4.7 токи обычно малы и тормозной режим малоэффективен.  

4.3  Тормозные режимы двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением.

4.3.1Рекуперативное торможение.

Тормозной режим работы двигателя с отдачей энергии в источник питания нереализуем. Для этого существуют следующие причины:

·  Теоретически при нулевом токе якоря машина размагничивается, в результате чего механическая и электромеханическая характеристики не проходят во второй квадрант;