Управление режимами работы электрических двигателей в разомкнутых системах электропривода. Модели двигателей в установившихся режимах, страница 16

 

4.4  Тормозные режимы двигателей постоянного тока со смешанным возбуждением.

Торможение двигателя может осуществляться в любом из трех режимов.

При изменении направления тока якоря МДС обмотки последовательного возбуждения создает размагничивающее действие, что ограничивает создаваемый двигателем тормозной момент. Поэтому при переходе в режим рекуперации обмотку последовательного возбуждения целесообразно отключить. Тогда механические характеристики двигателя во втором квадранте становятся линейными (рис.4.12), причем жесткость этих характеристик выше жесткости линейного участка характеристик в первом квадранте за счет меньшего сопротивления якорной цепи.

Режимы торможения противовключения и динамического торможения реализуются аналогично реализации соответствующих режимов для двигателя с последовательным возбуждением.

4.5  Тормозные режимы асинхронных двигателей.

4.5.1Рекуперативное торможение.

Режим торможения с отдачей энергии в источник питания может возникать в следующих случаях:

·  При увеличении числа пар полюсов;

·  При снижении частоты питающего напряжения;

·  При изменении порядка следования фаз.

Для изменения числа пар полюсов преддусматривается возможность изменения схемы соединения секций обмотки статора. Рассмотрим один из возможных вариантов.

При переключении секций от схемы «звезда» (рис.4.13,а) к схеме «двойная звезда» (рис.4.13,б) с встречным включением секций число пар полюсов удваивается, допустимая мощность так же увеличивается вдвое, следовательно, допустимый момент остается неизменным (рис.4.13,в). Рабочая точка переходит (без учета электромагнитных процессов) из точки а в точку б, а затем перемещается в точку г. На участке бв (исключая точку в) реализуется переходный режим торможения с отдачей энергии в источник питания.

Аналогичным образом возникает режим рекуперации при снижении частоты напряжения.

В рассмотренных случаях переходный тормозной режим реализуется при любом характере (активный или реактивный) момента сопротивления в процессе преобразования кинетической энергии в электрическую энергию.

Установившийся режим рекуперации в точке г, связанный с преобразованием потенциальной энергии в электрическую энергию, можно получить при активном характере нагрузки после изменения порядка следования фаз (рис.4.14). На участке вг (исключая точки г и в) – переходный режим торможения с отдачей энергии в источник питания.

 

Следует заметить, что в режиме рекуперации возвращается в источник питания только активная энергия при одновременном потреблении от источника реактивной энергии, необходимой для возбуждения машины.

 

4.5.2Торможение противовключением.

Торможение противовключением реализуется при изменении порядка следования фаз (участок бд на рис.4.14) или при включении добавочного сопротивления в цепь ротора двигателя с фазным ротором, работающего с активной нагрузкой на валу (рис.4.15)

 

4.5.3Динамическое торможение.

Режим динамического торможения может быть реализован как и с независимым возбуждением, так и с самовозбуждением.

В случае торможения с независимым возбуждением на время торможения статор двигателя отключается от сети. При этом достаточно быстро (за доли нескольких периодов напряжения питания) магнитный поток затухает и сохраняется лишь незначительный поток от остаточного намагничивания стали статора. Вследствие этого ЭДС, индуктируемая во вращающемся роторе, и ток в его обмотках весьма малы. Взаимодействие тока ротора с магнитным потоком статора от остаточного намагничивания не может создать сколько-нибудь значительного электромагнитного момента. Для создания магнитного потока, сопоставимого с потоком в двигательном режиме, статор после отключения от источника переменного тока подключается к источнику постоянного тока. Источник должен обеспечивать ток в обмотке статора, близкий к номинальному. Так как этот ток ограничивается только активным сопротивлением R₁ обмотки статора, напряжение источника питания должно быть небольшим.