Торможение противовращением и противовключением

Торможение противовращением имеет место в том случае, если ротор вращается в одну сторону, а вращающий момент двигателя действует в противоположную сторону. Например, ДПТ в подъемном механизме (рисунок 4.4а), при подъеме груза массой m_гр работает двигатель в точке 1 (рисунок 4.4б).

Рисунок 4.4. Механические характеристики ДПТ независимого возбуждения в приводе подъемного механизма при включении добавочных резисторов.

Если требуется медленно поднимать груз, то включают добавочный резистор R_доб1 (точка 2 на механической характеристики). Можно включить такой резистор в цепь якоря, что скорость станет нулевой (точка 3). Если же включить еще больший резистор в якорь двигателя, то скорость станет отрицательной (точка 4, рисунок 4.4б). В этой точке ДПТ работает в тормозном режиме противовключения. Проследим за изменением токов якоря в этих точках. При работе в точке 1 ток якоря равен:

. (4.3)

В точке 3 ЭДС якоря равна нулю и ток якоря равен:

. (4.4)

В точке 4 торможение противовключения ток якоря равен:

. (4.5)

В этом случае требуется наибольшее сопротивление R_доб4 > R_доб3.

Энергия торможения и энергия электрическая, поступающая из сети, расходуется в виде тепла в двигателе и в тормозном резисторе.

При противовключении ДПТ специально переключается на реверс (обратное вращение). Для ограничение тока обязательно включают добавочный резистор. Он ограничивает ток якоря при торможении. При этом механическая характеристика торможения проходит через точки 2, 3 и ω ₀ (рисунок 4.5).

Рисунок 4.5. Упрощенная схема (а) и графическое изображение на плоскости ω – М (б) переходит ДПТ независимого возбуждения из двигательного режима (точка 1) в режим торможения противовключением (точки 2 и 3).

Величина сопротивления резистора определяется из уравнения тока для точки 2:

. (4.6)

Поскольку ток I_я2 не должен превышать значения 2, 5I_ном, то при этом условии:

. (4.7)

В точке 3 электродвигатель должен быть отключен от сети автоматически с помощью реле контроля скорости, иначе он разгонится в другую сторону до точки 4 (рисунок 4.5).

Асинхронный двигатель с фазным ротором при включении добавочных резисторов может быть переведен в режим противовращения, аналогично рассмотренному выше случаю работы ДПТ в подъемной установки. Отличие заключается в том, что добавочные резисторы включаются в цепь ротора.

Механические характеристики имеют вид для этого случая:

Рисунок 4.6. механические характеристики АД с фазным ротором в приводе подъемного механизма при различных добавочных резисторах в цепи ротора.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором можно тормозить в режиме противовключения, реверсируя его в обмотки (рисунок 4.7).

Рисунок 4.7. Упрощенная схема (а) и графическое изображение на плоскости

ω – М (б) перехода АД с короткозамкнутым ротором из двигательного режима (точка 1) в режим торможения противовключения (участок 2 – 3) при реверсе рабочей машины из точки 1 в точку 4 и обратно (точки 5 – 6 – 1).

Если мы желаем только затормозить, то в точках 3 и 6 его надо отключить от сети, иначе произойдет реверс.