Metody i schematy hamowania silników elektrycznych
Hamowanie silnikiem elektrycznym jest stosowane, jeżeli konieczne jest skrócenie czasu swobodnego ruchu i zamocowanie mechanizmu w określonej pozycji. Istnieje kilka rodzajów wymuszonego zatrzymania urządzenia. Jest mechaniczny, elektryczny i połączony. Mechanicznym urządzeniem jest koło pasowe zamontowane na wale z klockami. Po odłączeniu urządzenia klocki dociskane są do koła pasowego. Z powodu tarcia energia kinetyczna jest przekształcana w ciepło, tj. następuje proces hamowania. Inne metody i schematy hamowania silnika elektrycznego zostaną omówione w dalszej części artykułu.
Metody hamowania elektrycznego napędów elektrycznych
Aby szybko zatrzymać urządzenie lub zapewnić stałą prędkość obrotową, stosuje się metody elektrycznego zatrzymania. W zależności od obwodu przełączającego tryby hamowania dzielą się na:
- sprzeciw;
- dynamiczny;
- regeneracyjny.
Sprzeciw
Tryb opozycji jest stosowany, gdy konieczne jest szybkie zatrzymanie. Reprezentuje zmianę polaryzacji uzwojenia twornika silnika prądu stałego lub przełączanie dwóch faz na uzwojeniach silnik indukcyjny.
W tym przypadku wirnik obraca się w kierunku przeciwnym do pola magnetycznego stojana. Obrót wirnika zwalnia. Gdy prędkość obrotowa jest bliska zeru, z przekaźnika kontroli prędkości odbierany jest sygnał, odłączający mechanizm od sieci.
Poniższy rysunek pokazuje obwód przeciwny asynchronicznego silnika elektrycznego.
Po przełączeniu uzwojenia dochodzi do wzrostu napięcia skutecznego i wzrostu prądu. Dla jego ograniczenia w uzwojeniach wirnik lub stojan ustanowić dodatkowe rezystory. Ograniczają prądy w uzwojeniach w trybie hamowania.
Napęd dynamiczny
Ta metoda jest stosowana w maszynach asynchronicznych podłączonych do zasilania prądem przemiennym. Polega na odłączeniu uzwojeń od sieci napięcia przemiennego i doprowadzeniu prądu stałego do uzwojenia stojana.
Powyższy rysunek pokazuje schemat hamowania dla trójfazowego silnika prądu stałego.
Napięcie prądu stałego jest dostarczane za pomocą transformatora obniżającego do hamowania dynamicznego. Podnapięcie od AC do DC mostek diodowy i doprowadzony do uzwojenia stojana. Do hamowania silnika elektrycznego można użyć dodatkowego źródła prądu stałego.
W tym przypadku wirnik może być wykonany w postaci „klatki wiewiórki” lub jego uzwojenie jest podłączone do dodatkowych rezystorów.
Stałe napięcie wytwarza stacjonarny strumień magnetyczny.Gdy wirnik się w nim obraca Emf, tj. silnik elektryczny przechodzi w tryb generatora. Powstała siła elektromotoryczna jest rozpraszana na uzwojenie wirnika i dodatkowe rezystory. Powstaje moment hamowania. Gdy mechanizm zatrzymuje się, stałe napięcie jest wyłączane przez sygnał przekaźnika prędkości.
Mechanizmy, w których stosuje się silnik elektryczny z samowzbudzeniem, następuje zatrzymanie dynamiczne poprzez podłączenie kondensatorów. Są połączone trójkątem lub gwiazdą.
Schemat pokazano na poniższym rysunku.
Podczas wybiegu energia szczątkowa pola magnetycznego przechodzi do ładunku kondensatorów, a następnie zasila uzwojenie stojana. Powstały efekt hamowania zatrzymuje mechanizm. Baterię kondensatorów można podłączyć w sposób ciągły lub podłączyć w momencie odłączenia od sieci. Taki schemat nazywa się „hamowaniem kondensacyjnym silnika indukcyjnego”.
Jeśli konieczne jest szybkie zatrzymanie silnika, to po odłączeniu od sieci zwieraj kontakty bez gaszenia rezystorów. Podczas łączenia uzwojeń przez zwarcie powstają w nich duże prądy. Aby zmniejszyć prąd, rezystory ograniczające prąd są podłączone do uzwojenia.
Poniższy rysunek pokazuje obwód z rezystorami ograniczającymi prąd.
Tryby hamowania silników prądu stałego
Hamowanie dynamiczne silnika prądu stałego odbywa się po odłączeniu go od sieci z zamknięciem uzwojenia wirnika na reostacie hamulca. Uwolniona energia elektryczna jest rozpraszana na reostacie.
Powyższy rysunek pokazuje reostatyczny obwód hamowania silnika prądu stałego.
Hamowanie regeneracyjne maszyn elektrycznych
Hamowanie regeneracyjne silnika elektrycznego charakteryzuje się przeniesieniem silnika do trybu generatora. W takim przypadku wytworzona energia elektryczna jest zwracana do sieci lub wykorzystywana do ładowania akumulatora.
Ten tryb jest szeroko stosowany w lokomotywach elektrycznych, pociągach, tramwajach i trolejbusach. W momencie hamowania wytworzona energia elektryczna wraca do sieci elektrycznej.
Tryb hamowania regeneracyjnego służy do ładowania akumulatorów w samochodach hybrydowych, samochodach elektrycznych, skuterach elektrycznych, rowerach elektrycznych.
Ten tryb jest najbardziej ekonomiczny i możliwy pod warunkiem: jeśli prędkość wirnika przekracza prędkość biegu jałowego. Ten warunek jest spełniony, gdy EMF silnika elektrycznego przekroczy napięcie zasilania. A prąd twornika i strumień magnetyczny zmieniają swój kierunek. Maszyna elektryczna przechodzi w tryb generatora, następuje moment hamowania.
Rysunek pokazuje obwód hamowania silnika trakcyjnego a) z niezależnym wzbudzeniem i opornością stabilizującą, b) z przeciwzbudzeniem patogenu.
Tryb regeneracji w asynchronicznych maszynach elektrycznych
Tryb regeneracji jest wykorzystywany nie tylko w silnikach prądu stałego. Może być również stosowany w silnikach indukcyjnych.
Ponadto ten tryb jest możliwy w następujących przypadkach:
- Jeśli zmienisz częstotliwość napięcia zasilania za pomocą przetwornica częstotliwości. Co jest możliwe, jeśli asynchroniczny silnik elektryczny jest zasilany z urządzenia z możliwością kontrolowania częstotliwości sieci zasilającej. Efekt hamowania występuje, gdy zmniejsza się częstotliwość napięcia zasilania. W takim przypadku przejście do trybu generatora następuje, gdy prędkość wirnika staje się większa niż nominalna (synchroniczna).
- Maszyny asynchroniczne, które strukturalnie mają zdolność przełączania uzwojeń w celu zmiany prędkości.
- W mechanizmach podnoszących, w których stosuje się spadek mocy. Zamontowali silnik elektryczny z wirnikiem fazowym. W tym przypadku prędkość jest kontrolowana przez zmianę wartości rezystora podłączonego do uzwojenia wirnika. Strumień magnetyczny zaczyna wyprzedzać pole stojana, a poślizg staje się większy niż 1.Silnik elektryczny przechodzi w tryb generatora, wytworzona energia elektryczna jest zwracana do sieci, występuje efekt hamowania.
Tryb łączony
Połączone tryby hamowania są stosowane w maszynach elektrycznych, jeśli trzeba szybko zatrzymać i zablokować mechanizm. Aby to zrobić, użyj mechanicznego zespołu hamującego w połączeniu z hamowaniem elektrycznym. Kombinacja może być inna. Może to być obwód elektryczny z trybami przeciwstawnym, dynamicznym i regeneracyjnym.
Zbadaliśmy więc główne metody i schematy hamowania silników elektrycznych. Jeśli masz pytania, zadaj je w komentarzach pod artykułem!
Powiązane materiały:
Ładowanie...
