Modos de frenado del motor de excitación en paralelo

El modo de frenado del motor en el accionamiento eléctrico se utiliza junto con el motor. El uso de un motor eléctrico como freno eléctrico se usa ampliamente en la práctica para acortar el tiempo de parada y marcha atrás, reducir la velocidad de rotación, evitar el aumento excesivo de la velocidad de desplazamiento y en otros muchos casos.

El funcionamiento del motor eléctrico como freno eléctrico se basa en el principio de reversibilidad de las máquinas eléctricas, es decir, el motor eléctrico bajo ciertas condiciones cambia a modo generador.

En la práctica, se utilizan tres modos para frenar:

1) generador (regenerativo) con retorno de energía a la red,

2) electrodinámica,

3) oposición.

Al construir características mecánicas en un sistema de coordenadas rectangulares, es importante determinar los signos del par motor y la velocidad de rotación en los modos de motor y frenado. Para ello, se suele tomar como principal el modo motor, considerándose positiva la velocidad de giro y el par del motor en este modo.En este sentido, las características n = f (M) del modo motor se ubican en el primer cuadrante (Fig. 1). La ubicación de las características mecánicas en los modos de frenado depende de los signos del par y la velocidad de rotación.

Arroz. 1… Diagramas de conexión y características mecánicas de un motor con excitación paralela en los modos motor y freno.

Consideremos estos modos y las secciones correspondientes de las características mecánicas del motor de excitación en paralelo.

Oposición.

El estado del accionamiento eléctrico está determinado por la acción combinada del par motor Md y el par de carga estática Mc. Por ejemplo, la velocidad de giro en estado estacionario n1 al levantar una carga con un cabrestante, corresponde al funcionamiento del motor en una característica natural (Fig.1 punto A) cuando Md = Ms. Si se introduce resistencia adicional en el circuito de armadura del motor, la velocidad de rotación disminuirá debido a la transición a la característica del reóstato (punto B correspondiente a la velocidad n2 y Md = Ms).

Un aumento gradual adicional en la resistencia adicional en el circuito de armadura del motor (por ejemplo, a un valor correspondiente a la sección n0Características C) conducirá primero al cese de levantar la carga y luego a un cambio en la dirección de rotación , es decir, la carga caerá (punto C). Tal régimen se llama oposición.

En el modo contrario, el momento Md tiene signo positivo. El signo de la velocidad de rotación cambió y se volvió negativo. Por tanto, las características mecánicas del modo de oposición se encuentran en el cuarto cuadrante, y el propio modo es generativo.Esto se deduce de la condición aceptada para determinar los signos del par y la velocidad de rotación.

De hecho, la potencia mecánica es proporcional al producto n y M, en modo motor tiene signo positivo y se dirige desde el motor a la máquina de trabajo. En el modo de oposición, debido al signo negativo de n y el signo positivo de M, su producto será negativo, por lo tanto, la potencia mecánica se transmite en la dirección opuesta: de la máquina de trabajo al motor (modo generador). En la Fig. 1 Los caracteres n y M en los modos de motor y freno se muestran en círculos, flechas.

Las secciones de la característica mecánica correspondientes al modo oposicional son una extensión natural de las características del modo motor del primer al cuarto cuadrante.

Del ejemplo considerado de cambiar el motor al modo opuesto, se puede ver que e. etc. c. el motor, dependiendo de la velocidad de rotación, al mismo tiempo que el último, al cruzar el valor cero, cambia el signo y actúa de acuerdo con la tensión de red: U = (-Д) +II amRdesde donde I am II am = (U +E) / R

Para limitar la corriente, se incluye una resistencia significativa, generalmente igual al doble de la resistencia de arranque, en el circuito de armadura del motor. La peculiaridad del modo de oposición es que la potencia mecánica del lado del eje y la energía eléctrica de la red se suministran al motor, y todo esto se gasta en calentar la armadura: Pm+Re = EI + UI = Аз2(Ри + AZext)

El modo opuesto también se puede obtener cambiando los devanados en la dirección opuesta de rotación, mientras que la armadura continúa girando en la misma dirección debido a la reserva de energía cinética (por ejemplo, cuando la máquina con un momento estático reactivo - el ventilador se detiene).

De acuerdo con la condición aceptada para leer los signos n y M según el modo del motor, al cambiar el motor a rotación inversa, las direcciones positivas de los ejes de coordenadas deberían cambiar, es decir, el modo del motor ahora estará en el tercer cuadrante, y la oposición - en el segundo.

Así, si el motor estaba operando en modo motor en el punto A, entonces en el momento de la conmutación, cuando la velocidad aún no ha cambiado, estará con una nueva característica, en el segundo cuadrante en el punto D. La parada ocurrirá hacia abajo. característica DE (-n0), y si el motor no se apaga a la velocidad t = 0, trabajará sobre esta característica en el punto E, girando la máquina (ventilador) en sentido contrario a la velocidad -n4.

Modo de frenado electrodinámico

El frenado electrodinámico se obtiene desconectando la armadura del motor de la red y conectándola a una resistencia externa separada (Fig. 1, segundo cuadrante). Obviamente, este modo difiere poco del funcionamiento de un generador de CC excitado independientemente. El trabajo en una característica natural (directo n0) corresponde al modo de cortocircuito, debido a las altas corrientes, el frenado en este caso solo es posible a bajas velocidades.

En el modo de frenado electrodinámico, la armadura está desconectada de la red U, por lo tanto: U = 0; ω0 = U / c = 0

La ecuación de características mecánicas tiene la forma: ω = (-RM) / c2 o ω = (-Ri + Rext / 9.55se2) M

Las características mecánicas del frenado electrodinámico son a través de la fuente, lo que significa que a medida que disminuye la velocidad, disminuye el par de frenado del motor.

La pendiente de las características se determina de la misma manera que en el modo motor, por el valor de la resistencia en el circuito del inducido.El frenado electrodinámico es más económico que el contrario, ya que la energía consumida por el motor de la red se gasta solo en excitación.

La magnitud de la corriente del inducido y, por lo tanto, del par de frenado depende de la velocidad de rotación y de la resistencia del circuito del inducido: I = -E/ R = -sω /R

Modo generador con retorno de energía a la red

Este modo sólo es posible cuando el sentido de actuación del par estático coincide con el par motor. Bajo la influencia de dos momentos, el par del motor y el par de la máquina de trabajo, la velocidad de rotación del accionamiento y e. etc. c. el motor comenzará a aumentar, como resultado la corriente del motor y el par disminuirán: I = (U — E)/R= (U — сω)/R

Un aumento adicional en la velocidad conduce primero al modo de ralentí ideal cuando U = E, I = 0 y n = n0, y luego cuando e, etc. c. el motor se volverá más que el voltaje aplicado, el motor entrará en modo generador, es decir, comenzará a dar energía a la red.

Las características mecánicas en este modo son una extensión natural de las características del modo motor y se encuentran en el segundo cuadrante. La dirección de la velocidad de rotación no ha cambiado y sigue siendo positiva como antes y el momento tiene signo negativo. En la ecuación de las características mecánicas del modo del generador con retorno de energía a la red, el signo del momento cambiará, por lo tanto tendrá la forma: ω = ωo + (R/c2) M. o ω = ωo + (R/9.55°Cd3)M.

En la práctica, el modo de frenado regenerativo solo se usa a altas velocidades en transmisiones con posibles momentos estáticos, por ejemplo, al bajar una carga a alta velocidad.