Λειτουργίες πέδησης κινητήρα παράλληλης διέγερσης

Η λειτουργία πέδησης κινητήρα στην ηλεκτρική κίνηση χρησιμοποιείται μαζί με τον κινητήρα. Η χρήση ενός ηλεκτροκινητήρα ως ηλεκτρικού φρένου χρησιμοποιείται ευρέως στην πράξη για να συντομεύσει το χρόνο ακινητοποίησης και οπισθοπορείας, να μειώσει την ταχύτητα περιστροφής, να αποτρέψει την υπερβολική αύξηση της ταχύτητας διαδρομής και σε πολλές άλλες περιπτώσεις.

Η λειτουργία του ηλεκτροκινητήρα ως ηλεκτρικού φρένου βασίζεται στην αρχή της αναστρεψιμότητας των ηλεκτρικών μηχανών, δηλαδή, ο ηλεκτροκινητήρας υπό ορισμένες συνθήκες μεταβαίνει σε λειτουργία γεννήτριας.

Στην πράξη, χρησιμοποιούνται τρεις τρόποι πέδησης:

1) γεννήτρια (αναγεννητική) με επιστροφή ενέργειας στο δίκτυο,

2) ηλεκτροδυναμική,

3) αντίθεση.

Κατά την κατασκευή μηχανικών χαρακτηριστικών σε ένα ορθογώνιο σύστημα συντεταγμένων, είναι σημαντικό να προσδιορίζονται τα σημάδια της ροπής και της ταχύτητας περιστροφής του κινητήρα στις λειτουργίες κινητήρα και πέδησης. Για αυτό, η λειτουργία κινητήρα λαμβάνεται συνήθως ως η κύρια, θεωρώντας την ταχύτητα περιστροφής και τη ροπή του κινητήρα σε αυτήν τη λειτουργία ως θετικές.Από αυτή την άποψη, τα χαρακτηριστικά n = f (M) της λειτουργίας κινητήρα βρίσκονται στο πρώτο τεταρτημόριο (Εικ. 1). Η θέση των μηχανικών χαρακτηριστικών στις λειτουργίες πέδησης εξαρτάται από τα σημάδια της ροπής και την ταχύτητα περιστροφής.

Ρύζι. 1… Διαγράμματα σύνδεσης και μηχανικά χαρακτηριστικά κινητήρα παράλληλης διέγερσης σε λειτουργίες κινητήρα και φρένων.

Ας εξετάσουμε αυτούς τους τρόπους λειτουργίας και τα αντίστοιχα τμήματα των μηχανικών χαρακτηριστικών του κινητήρα παράλληλης διέγερσης.

Αντιπολίτευση.

Η κατάσταση της ηλεκτροκίνησης καθορίζεται από τη συνδυασμένη δράση της ροπής του κινητήρα Md και της ροπής στατικού φορτίου Mc. Για παράδειγμα, η ταχύτητα περιστροφής σε σταθερή κατάσταση n1 κατά την ανύψωση φορτίου με βαρούλκο, αντιστοιχεί στη λειτουργία του κινητήρα σε ένα φυσικό χαρακτηριστικό (Σχ. 1 σημείο Α) όταν Md = Ms. Εάν εισαχθεί πρόσθετη αντίσταση στο κύκλωμα οπλισμού του κινητήρα, τότε η ταχύτητα περιστροφής θα μειωθεί λόγω της μετάβασης στο χαρακτηριστικό ρεοστάτη (σημείο B που αντιστοιχεί στην ταχύτητα n2 και Md = Ms).

Μια περαιτέρω σταδιακή αύξηση της πρόσθετης αντίστασης στο κύκλωμα οπλισμού του κινητήρα (για παράδειγμα, σε μια τιμή που αντιστοιχεί στο τμήμα n0Χαρακτηριστικά C) θα οδηγήσει πρώτα στη διακοπή της ανύψωσης του φορτίου και στη συνέχεια σε αλλαγή της κατεύθυνσης περιστροφής , δηλαδή θα πέσει το φορτίο (σημείο Γ). Ένα τέτοιο καθεστώς ονομάζεται αντιπολίτευση.

Στην αντίθετη λειτουργία, η στιγμή που το Md έχει θετικό πρόσημο. Το πρόσημο της ταχύτητας περιστροφής άλλαξε και έγινε αρνητικό. Επομένως, τα μηχανικά χαρακτηριστικά του τρόπου αντίθεσης βρίσκονται στο τέταρτο τεταρτημόριο και ο ίδιος ο τρόπος είναι γενεσιουργός.Αυτό προκύπτει από την αποδεκτή συνθήκη για τον προσδιορισμό των ενδείξεων της ροπής και της ταχύτητας περιστροφής.

Στην πραγματικότητα, η μηχανική ισχύς είναι ανάλογη με το γινόμενο n και M, στη λειτουργία κινητήρα έχει θετικό πρόσημο και κατευθύνεται από τον κινητήρα στη μηχανή εργασίας. Στη λειτουργία αντίθεσης, λόγω του αρνητικού πρόσημου του n και του θετικού πρόσημου του M, το προϊόν τους θα είναι αρνητικό, επομένως, η μηχανική ισχύς μεταδίδεται προς την αντίθετη κατεύθυνση - από τη μηχανή εργασίας στον κινητήρα (λειτουργία γεννήτριας). Στο σχ. 1 χαρακτήρες n και M στις λειτουργίες κινητήρα και φρένου εμφανίζονται σε κύκλους, βέλη.

Τα τμήματα του μηχανικού χαρακτηριστικού που αντιστοιχούν στον αντίθετο τρόπο λειτουργίας είναι μια φυσική επέκταση των χαρακτηριστικών του τρόπου λειτουργίας κινητήρα από το πρώτο έως το τέταρτο τεταρτημόριο.

Από το εξεταζόμενο παράδειγμα αλλαγής του κινητήρα στην αντίθετη λειτουργία, μπορεί να φανεί ότι π. και τα λοιπά. γ) ο κινητήρας, ανάλογα με την ταχύτητα περιστροφής, ταυτόχρονα με τον τελευταίο, κατά τη διέλευση της μηδενικής τιμής, αλλάζει το πρόσημο και ενεργεί σύμφωνα με την τάση του δικτύου: U = (-Δ) +II amR από όπου I am II am = (U +E) / R

Προκειμένου να περιοριστεί το ρεύμα, στο κύκλωμα οπλισμού του κινητήρα περιλαμβάνεται σημαντική αντίσταση, συνήθως ίση με το διπλάσιο της αντίστασης εκκίνησης. Η ιδιαιτερότητα της λειτουργίας αντίθεσης είναι ότι η μηχανική ισχύς από την πλευρά του άξονα και η ηλεκτρική ενέργεια από το δίκτυο παρέχονται στον κινητήρα και όλα αυτά δαπανώνται για τη θέρμανση του οπλισμού: Pm+Re = EI + UI = Аз2(Ри + AZext)

Η αντίθετη λειτουργία μπορεί επίσης να επιτευχθεί με εναλλαγή των περιελίξεων στην αντίθετη φορά περιστροφής, ενώ ο οπλισμός συνεχίζει να περιστρέφεται προς την ίδια κατεύθυνση λόγω του αποθέματος κινητικής ενέργειας (για παράδειγμα, όταν το μηχάνημα με στατική ροπή αντιδράσεως - ο ανεμιστήρας σταματά).

Σύμφωνα με την αποδεκτή συνθήκη για την ανάγνωση των σημάτων n και M σύμφωνα με τη λειτουργία κινητήρα, κατά την αλλαγή του κινητήρα σε αντίστροφη περιστροφή, οι θετικές κατευθύνσεις των αξόνων συντεταγμένων θα πρέπει να αλλάξουν, δηλαδή, η λειτουργία κινητήρα θα βρίσκεται τώρα στο τρίτο τεταρτημόριο, και η αντιπολίτευση - στο δεύτερο.

Έτσι, εάν ο κινητήρας λειτουργούσε σε λειτουργία κινητήρα στο σημείο Α, τότε τη στιγμή της μεταγωγής, όταν η ταχύτητα δεν έχει αλλάξει ακόμη, θα είναι με ένα νέο χαρακτηριστικό, στο δεύτερο τεταρτημόριο στο σημείο D. Η διακοπή θα συμβεί κάτω από το χαρακτηριστικό DE (-n0), και αν ο κινητήρας δεν σβήσει με ταχύτητα t = 0, θα λειτουργήσει με αυτό το χαρακτηριστικό στο σημείο Ε, περιστρέφοντας το μηχάνημα (ανεμιστήρα) προς την αντίθετη κατεύθυνση με ταχύτητα -n4.

Ηλεκτροδυναμική λειτουργία πέδησης

Η ηλεκτροδυναμική πέδηση επιτυγχάνεται με την αποσύνδεση του οπλισμού του κινητήρα από το δίκτυο και τη σύνδεσή του σε μια ξεχωριστή εξωτερική αντίσταση (Εικ. 1, δεύτερο τεταρτημόριο). Προφανώς, αυτή η λειτουργία διαφέρει ελάχιστα από τη λειτουργία μιας ανεξάρτητα διεγερμένης γεννήτριας DC. Η εργασία σε ένα φυσικό χαρακτηριστικό (άμεσο n0) αντιστοιχεί στη λειτουργία βραχυκυκλώματος, λόγω υψηλών ρευμάτων, το φρενάρισμα σε αυτή την περίπτωση είναι δυνατό μόνο σε χαμηλές ταχύτητες.

Στην ηλεκτροδυναμική λειτουργία πέδησης, ο οπλισμός αποσυνδέεται από το δίκτυο U, επομένως: U = 0; ω0 = U / c = 0

Η εξίσωση των μηχανικών χαρακτηριστικών έχει τη μορφή: ω = (-RM) / c2 ή ω = (-Ri + Rext / 9,55se2) M

Τα μηχανικά χαρακτηριστικά της ηλεκτροδυναμικής πέδησης είναι μέσω της πηγής, πράγμα που σημαίνει ότι όσο μειώνεται η ταχύτητα, μειώνεται και η ροπή πέδησης του κινητήρα.

Η κλίση των χαρακτηριστικών καθορίζεται με τον ίδιο τρόπο όπως στη λειτουργία κινητήρα, από την τιμή της αντίστασης στο κύκλωμα οπλισμού.Η ηλεκτροδυναμική πέδηση είναι πιο οικονομική από το αντίθετο, αφού η ενέργεια που καταναλώνει ο κινητήρας από το δίκτυο δαπανάται μόνο για διέγερση.

Το μέγεθος του ρεύματος του οπλισμού και επομένως η ροπή πέδησης εξαρτάται από την ταχύτητα περιστροφής και την αντίσταση του κυκλώματος οπλισμού: I = -E/ R = -sω /R

Λειτουργία γεννήτριας με επιστροφή ενέργειας στο δίκτυο

Αυτή η λειτουργία είναι δυνατή μόνο όταν η κατεύθυνση δράσης της στατικής ροπής συμπίπτει με τη ροπή του κινητήρα. Υπό την επίδραση δύο ροπών - της ροπής του κινητήρα και της ροπής της μηχανής εργασίας - της ταχύτητας περιστροφής της κίνησης και e. και τα λοιπά. γ. ο κινητήρας θα αρχίσει να αυξάνεται, με αποτέλεσμα το ρεύμα και η ροπή του κινητήρα να μειωθούν: I = (U — E)/R= (U — σω)/R

Μια περαιτέρω αύξηση της ταχύτητας οδηγεί πρώτα στην ιδανική κατάσταση ρελαντί όταν U = E, I = 0 και n = n0, και μετά όταν e, κ.λπ. γ) ο κινητήρας θα γίνει μεγαλύτερος από την εφαρμοζόμενη τάση, ο κινητήρας θα μπει σε λειτουργία γεννήτριας, δηλαδή θα αρχίσει να δίνει ενέργεια στο δίκτυο.

Τα μηχανικά χαρακτηριστικά σε αυτόν τον τρόπο λειτουργίας είναι μια φυσική επέκταση των χαρακτηριστικών του τρόπου λειτουργίας κινητήρα και βρίσκονται στο δεύτερο τεταρτημόριο. Η φορά της ταχύτητας περιστροφής δεν έχει αλλάξει και παραμένει θετική όπως πριν και η στιγμή έχει αρνητικό πρόσημο. Στην εξίσωση των μηχανικών χαρακτηριστικών του τρόπου λειτουργίας της γεννήτριας με επιστροφή ενέργειας στο δίκτυο, το πρόσημο της στιγμής θα αλλάξει, επομένως θα έχει τη μορφή: ω = ωo + (R / c2) M. ή ω = ωo + (R /9,55 ° Cd3) M.

Στην πράξη, η λειτουργία αναγεννητικής πέδησης χρησιμοποιείται μόνο σε υψηλές ταχύτητες σε μηχανισμούς μετάδοσης κίνησης με πιθανές στατικές ροπές, για παράδειγμα όταν χαμηλώνετε ένα φορτίο με υψηλή ταχύτητα.